【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固废处理领域，特别是涉及一种mnfe2o4@cm复合材料及其制备方法和用途。
技术介绍
1、随着国家城镇化水平不断发展，污水量不断增加，其处理过程中产生的污泥呈爆发式的增长，寻找合理的污泥处置途径已成研究热点。土地利用是污泥资源化利用最有效的方式之一，但污泥中存在大量有机污染物，在资源化利用过程中会造成土地二次污染。
2、全氟化合物(perfluororinated compounds，pfcs)因化学性质稳定、表面活性低、具有疏水性和亲脂性，被用于防污剂、化妆品、医药、电气和电子零件、照片成像处理、液压油、纺织品、阻燃剂及杀虫剂等，使其广泛存在于水体等各种环境介质中。此外，全氟化合物持久性极强，具有高度的生物蓄积性和生物放大性，并且能够远距离迁移。2009年，《斯德哥尔摩公约》将全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulphonate，pfos)及其盐类和全氟辛基磺酰氟等9种物质列为持久性有机污染物。由于其疏水疏油的特性，常规的污水处理工艺并不能将其有效去除，最终会在污泥中大量富集且不好处理，如何将其从污泥中深度去除也成为行业难题。
3、传统的高级氧化技术在去除全氟化合物方面的降解效果主要依赖于羟基自由基的作用，但是存在周期短、氧化电位低等缺点。活化过硫酸盐法是一种具有良好发展前景的新型全氟化合物处理技术，近年来，以硫酸根自由基(so4·-)为基础的aops技术也得到了越来越多的关注。这是一种基于氧化过硫酸盐的创新处理技术，相对于基于羟基自由基的fenton技术具有周期长，氧化电
4、同时工业粉尘除尘膜作为工业上污泥焚烧等领域布袋除尘的重要组件，其退役后，因其堆放占用土地资源以及其含有的粉尘、重金属等有毒有害物质可通过雨水冲刷、迁移转化等方式对地表水、地下水、土壤等造成污染，还会在风力作用下对空气产生影响，从而对人类及动植物造成危害，因而如何将其无害化和资源化，也成为环境领域关注的热点问题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种mnfe2o4@cm复合材料及其制备方法和用途，用于解决现有技术中污泥中全氟化合物污染难治理问题，同时将工业粉尘除尘膜无害化和资源化。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种mnfe2o4@cm复合材料，所述复合材料为将mnfe2o4负载于双面异构网碳膜获得，所述双面异构网碳膜由工业粉尘过滤膜经预处理、高温裂解、碱活化获得。
3、本专利技术还提供一种如上所述的mnfe2o4@cm复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、1)将工业粉尘过滤膜预处理后、进行高温裂解，辅以碱活化，获得双面异构网碳膜；
5、2)将mnfe2o4与双面异构网碳膜混合获得mnfe2o4@cm复合材料。
6、本专利技术的一些实施方式中，步骤1)中所述高温裂解、辅以碱活化过程为采用梯级高温裂解方法并辅以碱活化，具体包括以下步骤：将工业粉尘过滤膜在空气气氛下以2～5℃/min升温至85～105℃，恒温煅烧30～60min；在空气气氛下以1～4℃/min升温至120～180℃，恒温煅烧30～60min；在真空作用下以1～4℃/min升温至220～300℃，恒温煅烧2～5h，得到预碳化样品；将预碳化样品冷却至室温后，碱活化处理；真空作用下，以1～4℃/min升温至650～800℃，恒温煅烧2～5h进行再碳化，获得双面异构网碳膜cm。
7、本专利技术的一些实施方式中，步骤2)中，所述mnfe2o4为通过将含有三价铁离子的溶液与含有二价锰离子的溶液混合后，加入碱溶液反应获得。
8、本专利技术的一些实施方式中，步骤2)中，所述mnfe2o4和双面异构网碳膜的质量比为1：1～1：10。
9、本专利技术的一些实施方式中，步骤2)中，所述混合的时间为1～14h。
10、本专利技术还提供一种如上所述的mnfe2o4@cm复合材料在市政污泥处理中的应用，所述mnfe2o4@cm复合材料在处理市政污泥时与过硫酸盐联用，用于处理市政污泥中的有机污染物。
11、如上所述，本专利技术的mnfe2o4@cm复合材料及其制备方法和用途，具有以下有益效果：
12、本专利技术提供的mnfe2o4@cm复合材料具备磁性、较高的氧空位丰度和表面羟基，与过硫酸盐配合使用处理市政污泥时，复合材料结构中的两种过渡金属mn2+和fe3+能够通过价态转换，将电子传递至过硫酸盐，产生活性物质，从而达到良好的污染物处理效果，具备很高的催化活性，通过将cm引入到尖晶石mnfe2o4中可借助生物炭高度芳香化结构表面的π电子亲和力来强化mnfe2o4和过硫酸盐之间的电子传输，同时利用其静电吸附、表面官能团结合等作用，实现污染物的高效去除，与此同时，该复合材料还方便分离回收、耐高温高压，循环利用性能好。
13、本专利技术的mnfe2o4@cm复合材料的制备方法工艺简单，条件温和、加热均匀、节能高效、易于控制，制备条件和材料通用，产物形貌稳定、纯度高，且产物处理方便简洁，适合于中等规模工业生产。
14、本专利技术制备得到的mnfe2o4@cm复合材料通过cm的静电吸附和表面官能团结合，以及其与有机污染物的π-π堆积作用，作用于污泥中较难去除的全氟化合物，将其催化氧化成小分子的co2和h2o，实现其高效去除。
15、本专利技术的mnfe2o4@cm复合材料，首先其工业粉尘除尘膜原料易得，原材料锰源、铁源在自然界中含量大、廉价易得，且锰源、铁源可从工业炼锰渣和铁渣中获得；其次，mn2+和fe3+溶于水体对自然环境毒性较小，且铁盐、锰盐常被应用于污水污泥处理工艺，可以更好的适应于处理系统，为基于mnfe2o4的高级氧化技术在实际应用方面提供了可能；最后，mn和fe在元素周期表上位置相近，离子半径大小也相近，因而组成的mnfe2o4能够在体系中呈现更高的稳定性，有利于材料的回收循环和实际运用。
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1.一种MnFe2O4@CM复合材料，其特征在于，所述复合材料为将MnFe2O4负载于双面异构网碳膜获得，所述双面异构网碳膜由工业粉尘过滤膜经预处理、高温裂解、碱活化获得。
2.根据权利要求1所述的MnFe2O4@CM复合材料，其特征在于，所述双面异构网碳膜为双面异构网状分级多孔结构，所述分级多孔包括孔径5～50nm的介孔和孔径50～600nm的大孔；
3.根据权利要求1～2任一项所述的MnFe2O4@CM复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的的MnFe2O4@CM复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述预处理为酸洗和水洗；
5.根据权利要求4所述的的MnFe2O4@CM复合材料的制备方法，其特征在于，所述酸洗采用0.005～0.3mol/L的硫酸；
6.根据权利要求3所述的的MnFe2O4@CM复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述MnFe2O4为通过将含有三价铁离子的溶液与含有二价锰离子的溶液混合后，加入碱溶液反应获得。
7.根据权利要求6所述的的MnF
8.根据权利要求3所述的的MnFe2O4@CM复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述MnFe2O4和双面异构网碳膜的质量比为1：1～1：10；
9.权利要求1～2任一项所述的MnFe2O4@CM复合材料在市政污泥处理中的应用，其特征在于，所述MnFe2O4@CM复合材料在处理市政污泥时与过硫酸盐联用，用于处理市政污泥中的有机污染物。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述市政污泥、所述MnFe2O4@CM复合材料和所述过硫酸盐的质量比为(250-350)：(1-2)：(14-20)；
...【技术特征摘要】
1.一种mnfe2o4@cm复合材料，其特征在于，所述复合材料为将mnfe2o4负载于双面异构网碳膜获得，所述双面异构网碳膜由工业粉尘过滤膜经预处理、高温裂解、碱活化获得。
2.根据权利要求1所述的mnfe2o4@cm复合材料，其特征在于，所述双面异构网碳膜为双面异构网状分级多孔结构，所述分级多孔包括孔径5～50nm的介孔和孔径50～600nm的大孔；
3.根据权利要求1～2任一项所述的mnfe2o4@cm复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的的mnfe2o4@cm复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述预处理为酸洗和水洗；
5.根据权利要求4所述的的mnfe2o4@cm复合材料的制备方法，其特征在于，所述酸洗采用0.005～0.3mol/l的硫酸；
6.根据权利要求3所述的的mnfe2o4@cm复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2...
【专利技术属性】
技术研发人员：李静，郭亚丽，方宁，陈园园，董滨，戴晓虎，李翀，吴海斌，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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