System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法及应用技术_技高网

基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法及应用技术

技术编号:40034944 阅读:5 留言:0更新日期:2024-01-16 18:49
本发明专利技术公开了基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法及应用。所述制备方法包括以下步骤:在80℃环境中干燥染料化工废水铁盐混凝污泥,并研磨成粉末分散到乙醇溶液中,混合六水合硝酸铈,且在60℃下充分搅拌后置于80℃环境中干燥后研磨,在氮气气氛的保护下,以4.16℃/min的升温速率被加热至500℃后,保温2h,自然冷却至室温得到复合材料。本发明专利技术以废治废,以染料化工废水混凝污泥为原料,通过溶剂热法和热解法制备出具有良好催化性能的环境功能材料,实现对污泥的资源化利用。同时通过引入Ce金属,加快溶液体系中Fe<supgt;3+</supgt;/Fe<supgt;2+</supgt;转化速率,在溶液中形成Ce<supgt;4+</supgt;/Ce<supgt;3+</supgt;和Fe<supgt;2+</supgt;/Fe<supgt;3+</supgt;氧化还原对之间的协同作用,加速溶液中的电子转移速率,提升材料的催化活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污水处理及资源化利用中的一种铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法及应用,具体涉及一种基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,采用所述制备方法对染料化工废水铁盐混凝污泥进行处理的处理方法、采用所述制备方法制备的铁铈双金属基碳氮复合材料作为催化剂的亚甲基蓝的降解方法。


技术介绍

1、染料化工废水具有成分复杂、颜色深、污染物浓度高的特点,因此在生化处理前通常采用混凝法和芬顿法进行预处理,这会导致大量含铁污泥的产生。含铁污泥主要的化学成分包括fe(oh)3、fe3o4、fe2o3·xh2o、feo·xh2o及其他金属元素、水分和有机杂质。这类含铁量较高的污泥作为一种固体废物,通常采用填埋、焚烧等方法进行处置。然而,污泥焚烧过程中释放的二噁英、氮氧化物、二氧化硫等污染物会造成严重的空气污染,填埋处理时污泥中的重金属可能会对地下水和土壤造成二次污染。因此,如何对污泥合理的资源化利用在环境治理研究中起着至关重要的作用。

2、对于此种污泥,采用传统方法虽然能将混凝污泥处理,但长期使用会埋下众多环境隐患,给未来的环境带来新的威胁。染料化工废水铁盐混凝污泥中富含丰富的铁元素,通过一些处理方法可以将含铁混凝污泥转化为环境功能材料,并应用于污染物的去除,操作简单便捷,效果良好,是实现污泥减量化、稳定化、无害化和资源化处理处置目标的有效方式,也实现了以废治废的目标。

3、相比于传统处理方法,近年来,污泥热解技术受到研究学者的广泛关注。与传统处理方法相比,其可以将重金属浓缩成固体含碳残渣,同时将大约一半的有机物转化为液体燃料和化学原料。已有很多科研工作者致力于污泥热解法制备非均相芬顿催化剂的研究,尽管前人已经从市政污水污泥中制备了多种催化剂,但利用染料废水处置过程中产生的混凝污泥制备非均相光催化剂的报道并不多见。因此本技术将对此类含铁污泥进行利用,从而实现以废治废的目标。

4、非均相光芬顿技术具有降解效率高,条件温和,操作简便的特点。但是该技术存在铁基芬顿反应中三价铁转换成二价铁的速率低问题。


技术实现思路

1、为解决现有染料化工废水中含有多种难降解有机化合物,通常采用铁盐混凝工艺进行预处理,混凝污泥若直接填埋、焚烧,不仅容易引起环境二次污染,同时也是资源的浪费的技术问题,本专利技术提供一种基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,采用所述制备方法对染料化工废水铁盐混凝污泥进行处理的处理方法、采用所述制备方法制备的铁铈双金属基碳氮复合材料作为催化剂的亚甲基蓝的降解方法。

2、本专利技术采用以下技术方案实现:一种基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:

3、(1)按照1g﹕80ml的比例,备用污泥粉末、乙醇溶液;其中,所述污泥粉末为:在80℃环境中干燥所述染料化工废水铁盐混凝污泥,将干燥后的污泥研磨而成;

4、(2)将所述污泥粉末分散到所述乙醇溶液中,得到混合溶液;

5、(3)将六水合硝酸铈混合在所述混合溶液中,并在60℃下充分搅拌后置于80℃环境中干燥,得到干燥物;

6、(4)对所述干燥物进行研磨后,在氮气气氛的保护下,以4.16℃/min的升温速率被加热至500℃后,保温2h,然后自然冷却至室温得到所述铁铈双金属基碳氮复合材料。

7、作为上述方案的进一步改进,按照1g﹕80ml﹕0.5~2mm的比例,备用污泥粉末、乙醇溶液、六水合硝酸铈。

8、作为上述方案的进一步改进,其特征在于,

9、按照1g﹕80ml﹕0.5mm的比例,备用污泥粉末、乙醇溶液、六水合硝酸铈;

10、或,按照1g﹕80ml﹕1mm的比例,备用污泥粉末、乙醇溶液、六水合硝酸铈;

11、或,按照1g﹕80ml﹕1.5mm的比例,备用污泥粉末、乙醇溶液、六水合硝酸铈;

12、或,按照1g﹕80ml﹕2mm的比例,备用污泥粉末、乙醇溶液、六水合硝酸铈。

13、作为上述方案的进一步改进,所述染料化工废水铁盐混凝污泥的干燥时长为12h。

14、作为上述方案的进一步改进,对分散到乙醇溶液中的所述污泥粉末,在600r/min速率下磁力搅拌4h使其充分分散。

15、作为上述方案的进一步改进,搅拌的时长为6h。

16、本专利技术还提供一种染料化工废水铁盐混凝污泥的处理方法,通过热解法对染料化工废水铁盐混凝污泥进行资源化利用,将含铁的所述混凝污泥转化为铁铈双金属基碳氮复合材料,作为光芬顿催化剂活化h2o2降解水中的亚甲基蓝。

17、作为上述方案的进一步改进,转化时采用的转化方法为上述任意基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法。

18、本专利技术还提供一种亚甲基蓝的降解方法,其采用上述任意基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法制备的铁铈双金属基碳氮复合材料,作为光芬顿催化剂活化h2o2降解水中的亚甲基蓝。

19、作为上述方案的进一步改进,往亚甲基蓝溶液中加入铁铈双金属基碳氮复合材料,暗吸附后再光反应。

20、本专利技术以废治废,以染料化工废水混凝污泥为原料,通过溶剂热法和热解法制备出具有良好催化性能的环境功能材料,实现对污泥的资源化利用。同时针对传统制备得到的单一金属铁基催化剂在反应过程中存在着电子转移速率慢等问题,本专利技术通过引入ce金属,加快溶液体系中fe3+/fe2+转化速率,在溶液中形成ce4+/ce3+和fe2+/fe3+氧化还原对之间的协同作用,加速溶液中的电子转移速率,提升材料的催化活性。最终,本专利技术解决了现有染料化工废水中含有多种难降解有机化合物,通常采用铁盐混凝工艺进行预处理,混凝污泥若直接填埋、焚烧,不仅容易引起环境二次污染,同时也是资源的浪费的技术问题。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,按照1g﹕80mL﹕0.5~2mM的比例,备用污泥粉末、乙醇溶液、六水合硝酸铈。

3.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,所述染料化工废水铁盐混凝污泥的干燥时长为12h。

5.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,对分散到乙醇溶液中的所述污泥粉末,在600r/min速率下磁力搅拌4h使其充分分散。

6.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,搅拌的时长为6h。

7.一种染料化工废水铁盐混凝污泥的处理方法,其特征在于,通过热解法对染料化工废水铁盐混凝污泥进行资源化利用,将含铁的所述混凝污泥转化为铁铈双金属基碳氮复合材料,作为光芬顿催化剂活化H2O2降解水中的亚甲基蓝。

8.根据权利要求7所述的染料化工废水铁盐混凝污泥的处理方法,其特征在于,转化时采用的转化方法为根据权利要求1至6中任意一项所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法。

9.一种亚甲基蓝的降解方法,其特征在于,其采用根据权利要求1至6中任意一项所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法制备的铁铈双金属基碳氮复合材料,作为光芬顿催化剂活化H2O2降解水中的亚甲基蓝。

10.根据权利要求9述的亚甲基蓝的降解方法,其特征在于,往亚甲基蓝溶液中加入铁铈双金属基碳氮复合材料,暗吸附后再光反应。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,按照1g﹕80ml﹕0.5~2mm的比例,备用污泥粉末、乙醇溶液、六水合硝酸铈。

3.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,所述染料化工废水铁盐混凝污泥的干燥时长为12h。

5.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳氮复合材料的制备方法,其特征在于,对分散到乙醇溶液中的所述污泥粉末,在600r/min速率下磁力搅拌4h使其充分分散。

6.根据权利要求1所述的基于染料化工废水混凝污泥的铁铈双金属基碳...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈星刘旭张丽梅崔康平
申请(专利权)人:合肥工业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1