一种活化过单硫酸盐的复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种活化过单硫酸盐的复合材料及其制备方法，属于有机污染废水处理技术领域。本发明专利技术针对现有非金属催化剂活化过单硫酸盐在处理有机废水过程中表现出的低可见光利用率，使用范围受限等问题，开发了一种能够高效活化过单硫酸盐的复合材料，该复合材料通过氮化碳和NaCl、KCl共同煅烧得到。本发明专利技术提供的过单硫酸盐活化剂的制备方法简单，成本低，易于回收利用，能够实现大批量的生产，且所述活化剂活化性能优异，能够有效降解难处理的氯酚类有机污染物。酚类有机污染物。酚类有机污染物。

【技术实现步骤摘要】
一种活化过单硫酸盐的复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于有机污染废水处理
，具体涉及一种活化过单硫酸盐的复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants，简称POPs)是指在自然环境中难以分解和降解的有机化合物，具有高毒性、易积累、易迁移等特点，对人类健康和环境造成极大的危害。POPs不受地域限制，可通过大气循环，水循环以及“蚱蜢跳”现象实现全球迁移，因而全球各地都存在POPs的污染问题。氯酚类物质是一种典型的持久性有机污染物，被列入我国水污染黑名单。氯酚类化合物化学性质稳定，不易分解，具有较长的残留时间。在环境中，氯酚类化合物通常会吸附在土壤、沉积物、水体中，并随着食物链逐渐积累，导致生态风险。即使含量极低，同样也能导致生物的内分泌失调，具有致畸、致癌等毒性。长期饮用含氯酚类化合物的水将会引起头昏、贫血及各种神经系统疾病，过量摄入则会出现急性中毒症状。因此，寻求能有效去除水中的氯酚类化合物的材料成为环保领域的研究重点。
[0003]高级氧化技术(Advanced OxidationProcesses,简称AOPs)是20世纪80年代发展起来的一种处理难降解有机污染物的技术。AOPs概念的核心理念为
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OH作为主要活性物种。与其他传统的氧化法相比，高级氧化技术有以下特点：
[0004](1)高效性：高级氧化技术能够快速有效地将有机污染物降解为无害物质，处理效率高。通常情况下，高级氧化技术处理有机污染物的效率可以达到95％以上。(2)高度选择性：高级氧化技术具有较高的选择性，只会对有机污染物等目标污染物进行氧化降解，对水中其他成分的影响较小，不会对水中的其他成分产生不利影响。(3)无二次污染：高级氧化技术的氧化过程中不需要添加任何化学物质，氧化剂可自然降解成水和氧气，不会产生二次污染。(4)适用范围广，具有较高氧化电位的自由基几乎可将所有有机物氧化直至完全分解；(5)可以诱发链反应；(6)可以与其他的水处理技术联用，作为其他处理技术的预处理或深度处理。
[0005]传统的高级氧化技术如紫外光氧化、臭氧氧化、过氧化氢氧化等，已经被广泛应用于有机废水的处理。基于硫酸根自由基的高级氧化技术(SR
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AOPs)作为新兴的高级氧化技术，能通过热、紫外光、过渡金属、碱和过氧化氢等方法活化产生硫酸根自由基(SO4‑
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)，其具有更强的氧化性，其氧化还原电位为2.6
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3.1V，能间接的降解污染物；活性物种产生量大。SR
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AOPs在激活过程中产生大量的硫酸根自由基，其氧化能力强于其他氧化剂，如臭氧、过氧化氢等，且SR
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AOPs可以在广泛的酸碱度和溶液中应用；在酸性和中性条件下较稳定，碱性条件下SO4‑
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可以与H2O或者OH
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反应生成
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OH，因此在较宽pH范围内对污染物均有较好的降解效果。这些特征决定其具有较大的应用潜力，但仍然存在可见光利用率低、使用范围受限等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种活化过单硫酸盐的复合材料及其制备方法。所述活化过单硫酸盐的复合材料通过氮化碳和NaCl、KCl共同煅烧得到，本专利技术提供的过单硫酸盐活化剂制备方法简单，成本低，易于回收利用，能够实现大批量的生产，且所述活化剂活化性能优异，能够有效降解难处理的氯酚类有机污染物。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]本专利技术技术方案之一：提供一种活化过单硫酸盐的复合材料的制备方法，包括以下步骤：将C3N5、NaCl和KCl混合煅烧，制得所述活化过单硫酸盐的复合材料(NaK
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C3N5)。
[0009]熔融盐指的是在高温下熔化的盐类，具有优异的热稳定性、电化学稳定性、极性等特性，在环境修复、能源储存等领域有着广泛的应用。在高级氧化技术中，熔融盐可以与过单硫酸根盐(PMS)结合，形成熔融盐
‑
PMS系统，用于污染物的降解。熔融盐能够激活PMS的原理主要是由于熔融盐中具有优良的离子传导性能，能够形成导电通路，加速PMS的电子传递，增加活化自由基的产生。此外，熔融盐也能够促进PMS的分解，从而产生更多的自由基。这些自由基具有很强的氧化能力，能够有效降解有机物。因此将熔融盐与C3N5结合，就能有效提高电子传递效率从而实现对于污染物的高效降解。
[0010]优选地，所述C3N5与所述NaCl和KCl总质量的比例为1:4；所述NaCl与所述KCl的质量比为(1～1.5):(1～1.5)。
[0011]更优选地，所述NaCl与所述KCl的质量比为0.51:0.49。
[0012]优选地，所述C3N5由氨基
‑
1,2,4三氮唑煅烧得到。
[0013]更优选地，所述氨基
‑
1,2,4三氮唑煅烧的温度为520℃，时间为180min，升温速率为5℃/min。
[0014]优选地，所述煅烧温度为500～550℃，时间为120～240min，升温速率为5～10℃/min。
[0015]更优选地，煅烧温度为520℃，时间为180min，升温速率为5℃/min。
[0016]优选地，所述煅烧后还包括除杂步骤。
[0017]本专利技术技术方案之二：提供一种根据上述活化过单硫酸盐的复合材料的制备方法制得的活化过单硫酸盐的复合材料。
[0018]本专利技术技术方案之三：提供一种上述活化过单硫酸盐的复合材料在活化过单硫酸盐中的应用。
[0019]优选地，所述过单硫酸盐包括过一硫酸钠、过一硫酸钾和过一硫酸氢胺中的至少一种。
[0020]本专利技术技术方案之四：提供一种降解有机污染物的方法，包括以下步骤：将含有机污染物的废水、上述活化过单硫酸盐的复合材料和过单硫酸盐混合，先避光反应，再于光照条件下反应，完成有机污染物的降解。
[0021]优选地，在整个反应体系中，所述活化过单硫酸盐的复合材料的添加量为0.2～0.6g/L，所述过单硫酸盐的浓度为0.5～2mM，所述避光反应的时间为30～60min，所述光照条件下反应的时间为30～80min，pH值为5.0～9.0。
[0022]优选地，所述有机污染物为氯酚类化合物。
[0023]本专利技术的有益技术效果如下：
[0024]本专利技术针对现有非金属催化剂活化过单硫酸盐在处理有机废水过程中表现出的低可见光利用率，使用范围受限等问题，开发了一种能够高效活化过单硫酸盐的复合材料，该复合材料通过氮化碳和NaCl、KCl共同煅烧得到。
[0025]本专利技术提供的过单硫酸盐活化剂的制备方法简单，成本低，易于回收利用，能够实现大批量的生产，且所述活化剂活化性能优异，能够有效降解难处理的氯酚类有机污染物。
附图说明
[0026]图1为实施例1步骤二制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活化过单硫酸盐的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将C3N5、NaCl和KCl混合煅烧，制得所述活化过单硫酸盐的复合材料。2.根据权利要求1所述的活化过单硫酸盐的复合材料的制备方法，其特征在于，所述C3N5与所述NaCl和KCl总质量的比例为1:4；所述NaCl与所述KCl的质量比为(1～1.5):(1～1.5)。3.根据权利要求1所述的活化过单硫酸盐的复合材料的制备方法，其特征在于，所述C3N5由氨基
‑
1,2,4三氮唑煅烧得到。4.根据权利要求1所述的活化过单硫酸盐的复合材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为500～550℃，时间为120～240min，升温速率为5～10℃/min。5.根据权利要求1所述的活化过单硫酸盐的复合材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧后还包括除杂步骤。6.一种根...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔康平，王泽，钱柯梦，高傲，刘雪岩，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：