【技术实现步骤摘要】
本专利技术应用于水中有机污染物处理的，更确切地说是一种活化过硫酸盐去除水中硝基苯酚的方法。
技术介绍
1、4-硝基苯酚是废水中最常见的一种有机污染物，被广泛用于染料、增白剂、农药、除草剂和涂料等的生产。因其具有高毒性、难降解性、致畸性和生物蓄积性，已被中国、美国等国家指定为“优先污染物”类。
2、目前，用于处理硝基酚类化合物的方法有高级氧化、nabh4加氢还原、电催化降解、吸附、光催化降解等。nabh4加氢还原法可将4-硝基苯酚转变成可作为药物中间体的4-氨基苯酚，但处理过程需要用到过量的nabh4，不够经济、安全；电催化和光催化降解需要额外的电压和光源，操作过程繁杂且耗时；而吸附不能达到完全降解污染物的效果，并且吸附剂的再生和再利用是目前面临的较大挑战。
3、高级氧化过程降解污染物因其效率高、操作简单、反应条件温和而受到研究人员的广泛关注。该过程产生的相关活性氧物种能够将难降解的大分子有机物转化成低毒或无毒的有机小分子、co2和h2o等。
4、硫酸盐基高级氧化过程近年来在处理废水中有机污染物的领域越来越受重视，它能有效降解有机污染物并且比其他的氧化剂相比更加经济。
5、单过硫酸盐或过硫酸盐是氧化性最强的氧化剂，其氧化还原电位分别为2.01v和1.82v。相较于过硫酸盐，过硫酸盐更容易被金属活化，因此在高级氧化领域应用更普遍。
6、埃洛石纳米管(hnts)是一种天然粘土材料，由外部的硅氧四面体、内部的铝氧八面体以及水分子层交替形成的卷曲棒状结构。hnts外表面平滑，管长
7、基于活化过硫酸盐高级氧化有机污染物的技术以相对成熟，但仍存在一些问题，虽然目前广泛应用于活化过硫酸盐处理有机污染物的mofs材料催化性能较好，但是其制备步骤繁琐且产量较低，在一定程度上阻碍了在工业方面的应用；此外，hnts的价格低、资源丰富、绿色无污染，其性价比往往高于常用作催化剂载体的金属氧化物，碳材料剂分子筛等，更具备发展潜力。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种活化过硫酸盐去除水中硝基苯酚的方法。该方法具有工艺简单、成本低廉、去除效率高、周期短、无毒副产物产生的优点。
2、为实现本专利技术目的,采用的技术方案如下：
3、一种活化过硫酸盐去除水中硝基苯酚的方法，包括以下步骤：采用一锅法协助nabh4还原法将钴负载到碱刻蚀处理后的埃洛石纳米管(rhnts)上，钴的颗粒尺寸为1.3nm左右(如图1所示)。将制备的rhnts负载钴催化剂用来活化过硫酸盐去除废水中的4-硝基苯酚。
4、本专利技术所述埃洛石纳米管负载的超细钴纳米材料的制备方法包括以下步骤：
5、s10、将0.5-3g的hnts、0.1-1g的碳酸钠以及0.5-8g的硝酸钠置于玛瑙研钵中充分研磨0.1-1h。研磨后将混合白色粉末置于坩埚中，放入管式炉中300-500℃高温烧结1-5h，升温速率为5-15℃/min，冷去后取出。
6、s20、将s10中的样品用去离子水超声溶解，然后洗涤至上清液的ph为7-7.5，冷冻干燥4-12h后取出，样品即为rhnts。
7、s30、将30-80mg rhnts加到5-12ml去离子水中，超声分散0.5-3h。
8、s40、向s30中加入活性组分前驱体金属钴盐，其中金属钴与载体的质量比为5-20％，置于磁力搅拌器上搅拌4-48h，转速为500-1000r/min。
9、s50、将与金属钴的摩尔比为10-40倍的nabh4溶于3-8ml去离子水后加入到s40中所述的溶液中，与金属离子发生还原反应，反应时间为0.5-2h。
10、s60、将s50所述的混合液进行离心洗涤，依次分别用去离子水和无水乙醇洗涤3-6次。
11、s70、将s60收集得到的产物冷冻干燥4-12h，得到目标催化剂。
12、优选地，步骤s40中，以质量计，金属与载体的质量比为5-20％。
13、优选地，s30所述的一种用于高级氧化处理废水中4-硝基苯酚的催化剂的制备方法，加入的活性组分前驱体为氯化钴盐、硝酸钴盐和硫酸钴盐中的一种。
14、优选地，将根据上述制备方法合成的催化剂用于高级氧化废水中4-硝基苯酚的应用，在ph为2-12的范围内，向4-硝基苯酚的水溶液中加入催化剂与氧化剂，两者作用产生的氧化自由基对污染物进行氧化降解反应，最终生成co2和h2o等无机小分子。
15、优选地，根据上述应用，4-硝基苯酚的浓度为10-40mg/l，加入的催化剂的质量浓度为0.1-0.4mg/ml，氧化剂为单过硫酸氢钾，氧化剂的质量浓度为0.2-0.8mg/ml，搅拌器的转速为500-1000r/min，反应温度为298-318k；氧化剂能产生硫酸根自由基、氢氧根自由基、超氧自由基以及单线态氧自由基，这些自由基具有极强的氧化能力，对4-硝基苯酚具有优异的降解效果。
16、本专利技术采用hnts负载的超细钴纳米材料和过硫酸盐对废水中的4-硝基苯酚进行降解处理，其中hnts负载的超细钴纳米材料是基于硼氢化钠(nabh4)还原法，在碱刻蚀改性的埃洛石纳米管(rhnts)表面引入颗粒均匀、超细(1.3nm)的钴纳米颗粒制得的。本专利技术中，采用的hnts属于一种粘土矿物，来源丰富、价格低廉、生物兼容性好，改性后的hnts表面出现缺陷以及更多的活性吸附位点，有利于钴纳米颗粒的负载和分散。所制备的催化剂对于活化过硫酸盐处理4-硝基苯酚具有优异的降解效率。该方法具有工艺简单、成本低廉、去除效率高、周期短、无毒副产物产生的优点，在处理废水中4-硝基苯酚的实际应用具有良好的发展前景。
17、有益效果
18、相比于现有的用于高级氧化处理废水中4-硝基苯酚的催化剂，本专利技术的有益效果为：
19、催化剂的制备方法简单，采用简单的一锅法协助nabh4还原法制备了rhnts负载的超细钴纳米催化剂，且所用的制备原料低价易得。
20、经碱刻蚀对hnts进行表面改性后，rhnts表面出现缺陷和更多的活性吸附位点，有利于金属纳米颗粒的负载和分散。
21、rhnts上负载的钴金属颗粒平均尺寸很小，为1.3nm左右。
22、制备的催化剂在活化过硫酸盐高级氧化处理4-硝基苯酚的反应中具有优异的催化活性：在18min内，4-硝基苯酚的降解率可达到97.5％，速率常数k为0.235min-1。且本专利技术中涉及到的催化剂在高级氧化处理废水中有机污染物的领域几乎没有得到应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种活化过硫酸盐去除水中硝基苯酚的方法，其特征在于，是一种利用埃洛石纳米管负载钴活化过硫酸盐去除水中硝基苯酚的方法；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述埃洛石纳米管负载的钴的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，活性组分前驱体为氯化钴、硝酸钴和硫酸钴中的一种或二种以上。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述硝基苯酚为4-硝基苯酚，在pH为2-12(优选6-10，更优选5.9-6.1)的范围内，向4-硝基苯酚的水溶液中加入催化剂与氧化剂，4-硝基苯酚的浓度为10-40mg/L(优选15-25mg/L，更优选19-21mg/L)，加入的催化剂的质量浓度为0.1-0.4mg/mL(优选0.15-0.30mg/mL，更优选0.17-0.23mg/mL)，氧化剂为单过硫酸氢钾和过硫酸钾中的一种，氧化剂的质量浓度为0.2-0.8mg/mL(优选0.30-0.50mg/mL，更优选0.35-0.45mg/mL)。
6.根据权利
...【技术特征摘要】
1.一种活化过硫酸盐去除水中硝基苯酚的方法，其特征在于，是一种利用埃洛石纳米管负载钴活化过硫酸盐去除水中硝基苯酚的方法；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述埃洛石纳米管负载的钴的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，活性组分前驱体为氯化钴、硝酸钴和硫酸钴中的一种或二种以上。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述硝基苯酚为4-硝基苯酚，在ph为2-12(优选6-10，更优选5.9-6.1)的范...
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