一种高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法技术

一种高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法，本发明专利技术是为了解决水体中苯酚等难降解有机物的反应慢且去除率低的问题。去除水中污染物的方法：一、调节含苯酚的待处理水的pH＝6～9；二、向调节后的待处理水中投加碳量子点，得到含有碳量子点的待处理水；三、向含有碳量子点的待处理水中投加高锰酸盐进行反应30～60min，从而去除水中的污染物。本发明专利技术高锰酸盐与碳量子点反应原位生成二氧化锰等中间产物，中间产物将苯酚氧化成氧化产物，同时由于碳量子点与高锰酸盐反应后具有更多的微孔结构，为吸附氧化产物提供了活性位点，增强了碳量子点的吸附能力，提高了苯酚的去除率，反应30min苯酚的去除率可达95％以上。应30min苯酚的去除率可达95％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法


[0001]本专利技术属于水处理领域，具体涉及一种高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法。

技术介绍

[0002]水体中的内分泌干扰物(EDCs)、药物和个人护理用品(PPCPs)、藻毒素、异嗅物质等微污染物对饮用水安全造成重大的威胁。其中苯酚作为我国地面水体中检出率及超标率最高的酚类化合物的代表之一，它具有较高毒性，且易挥发性，即使在较低浓度时也具有毒性作用，会对生态环境及人类产生不利的影响，若长期存在于自然界水体中会对生态系统造成危害。因此，寻找一种经济高效、工艺简单的去除水中含有苯酚等难降解有机物的方法势在必行。
[0003]相比于其他氧化剂，高锰酸钾价格低廉，在有机氧化反应中能够实现分离、回收且不产生有毒害性的副产物，易于运输、存储，因而被广泛用作有机物的氧化降解，是具有极大应用潜力的氧化剂此外，高锰酸钾的还原产物—二氧化锰，可通过吸附、催化、氧化作用降解污染物，且其易从水中分离出来。综上，高锰酸钾作为一种绿色、高效且无有毒氧化副产物的氧化剂具有广泛的应用前景。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决水体中苯酚等难降解有机物的反应慢且去除率低的问题，而提供一种高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法。
[0005]本专利技术高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法按照以下步骤实现：
[0006]一、调节含苯酚的待处理水的pH＝6～9，得到调节后的待处理水；
[0007]二、向调节后的待处理水中投加碳量子点，搅拌均匀，得到含有碳量子点的待处理水；
[0008]三、向含有碳量子点的待处理水中投加高锰酸盐进行反应30～60min，从而去除水中的污染物；
[0009]其中步骤二中所述的碳量子点是采用电化学氧化法制备而成的碳量子点溶液。
[0010]本专利技术高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法包含以下有益效果：
[0011]1、本专利技术所用的碳量子点和高锰酸盐试剂均绿色无污染，便于获取和运输。
[0012]2、碳量子点具有合成简单、来源丰富、分散性好、易于功能化、低毒性、高生物相容性和光学性质可控等优点，特别是其环保和廉价的优势让碳量子点在工业化应用方面具有很大的潜力；
[0013]3、高锰酸盐与碳量子点反应原位生成二氧化锰等中间产物，中间产物将苯酚氧化成氧化产物，同时由于碳量子点与高锰酸盐反应后具有更多的微孔结构，为吸附氧化产物提供了更多活性位点，增强了碳量子点的吸附能力，提高了苯酚的去除率。且碳量子点具有的还原性能部分还原高锰酸盐，避免了现有水处理的出水中总锰浓度过高的问题。
[0014]4、本专利技术工艺简单、运行方便，且对于苯酚等难降解有机物反应快、去除效率高，反应30min苯酚的去除率可达95％以上。
具体实施方式
[0015]具体实施方式一：本实施方式高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法按照以下步骤实现：
[0016]一、调节含苯酚的待处理水的pH＝6～9，得到调节后的待处理水；
[0017]二、向调节后的待处理水中投加碳量子点，搅拌均匀，得到含有碳量子点的待处理水；
[0018]三、向含有碳量子点的待处理水中投加高锰酸盐进行反应30～60min，从而去除水中的污染物；
[0019]其中步骤二中所述的碳量子点是采用电化学氧化法制备而成的碳量子点溶液。
[0020]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中通过高氯酸或者氢氧化钠溶液调节含苯酚的待处理水的pH。
[0021]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L。
[0022]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤一中调节含苯酚的待处理水的pH＝7～8。
[0023]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤二中碳量子点溶液的浓度为6～12mg/L。
[0024]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤二中采用电化学氧化法制备碳量子点的方法如下：
[0025]a、将一根石墨棒作为阳极插入超纯水中，并取另一根石墨棒平行放置作为反电极；b、两根石墨棒分别与直流电源的正负极相连，采用直流电源对两个电极施加15～60V的静电位，连续搅拌100～150h，得到反应液；c、使用(慢速定量)滤纸过滤反应液；d、对过滤后的反应液进行离心分离除去沉淀的氧化石墨和石墨颗粒，从而得到碳量子点溶液。
[0026]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤a中两根石墨棒的间距为7～8cm。
[0027]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤d中以8000～10000rpm离心30～60min。
[0028]具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤三中所述的高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠。
[0029]具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤三中高锰酸盐的投加浓度为5～10mg/L。
[0030]具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是控制高锰酸盐和碳量子点的质量比为1：(5～10)。
[0031]实施例一：本实施例高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法按照以下步骤实现：
[0032]一、调节100mL苯酚浓度为0.6mg/L的待处理水的pH＝7，得到调节后的待处理水；
[0033]二、向调节后的待处理水中投加8mg/L的碳量子点，搅拌均匀，得到含有碳量子点的待处理水；
[0034]三、向含有碳量子点的待处理水中投加8mg/L高锰酸钾，在室温下磁力搅拌反应60min，控制磁力搅拌器的转速为300r/min，从而去除水中的苯酚污染物；
[0035]其中步骤二中所述的碳量子点溶液的制备方法如下：
[0036]a、将一根石墨棒作为阳极插入超纯水中，并取另一根石墨棒平行放置作为反电极，两电极的间距为8cm；b、两根石墨棒分别与直流电源的正负极相连，采用直流电源对两个电极施加30V的静电位，连续搅拌120h，得到反应液；c、使用慢速定量滤纸过滤反应液；d、对过滤后的反应液以8000rpm离心40min，除去沉淀的氧化石墨和石墨颗粒，从而得到碳量子点溶液。
[0037]本实施例中高锰酸钾与碳量子点的质量比为1：1，苯酚的去除率可达75％以上。
[0038]实施例二：本实施例高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法按照以下步骤实现：
[0039]一、调节100mL苯酚浓度为0.6mg/L的待处理水的pH＝7，得到调节后的待处理水；
[0040]二、向调节后的待处理水中投加40mg/L的碳量子点，搅拌均匀，得到含有碳量子点的待处理水；
[0041]三、向含有碳量子点的待处理水中投加8mg/L高锰酸钾，在室温下磁力搅拌反应60min，控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法，其特征在于该去除水中污染物的方法按照以下步骤实现：一、调节含苯酚的待处理水的pH＝6～9，得到调节后的待处理水；二、向调节后的待处理水中投加碳量子点，搅拌均匀，得到含有碳量子点的待处理水；三、向含有碳量子点的待处理水中投加高锰酸盐进行反应30～60min，从而去除水中的污染物；其中步骤二中所述的碳量子点是采用电化学氧化法制备而成的碳量子点溶液。2.根据权利要求1所述的高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法，其特征在于步骤一中通过高氯酸或者氢氧化钠溶液调节含苯酚的待处理水的pH。3.根据权利要求1所述的高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法，其特征在于步骤一中调节含苯酚的待处理水的pH＝7～8。4.根据权利要求1所述的高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法，其特征在于步骤二中碳量子点溶液的浓度为6～12mg/L。5.根据权利要求1所述的高锰酸盐与碳量子点联用去除水中污染物的方法，其特征在于步骤二中采用电化学氧化法制备碳量子点的方法如下：a、将一根石墨棒作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉蕾，肖子君，王鲁，马军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：