【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，属于新材料和环保水处理。
技术介绍
1、酚类废水的经济高效处理是一个具有挑战性的难题，专业人员期望光催化技术、光电催化技术、光芬顿技术和光电芬顿技术等高级氧化技术能够在酚类废水处理中发挥重要作用，已经进行了大量研究工作。
2、光催化法是利用光催化剂吸收光能，产生光生电子和空穴对，它们再与环境中的水和氧气作用形成强氧化性的羟基自由基·oh和超氧离子o2-，进一步将有机污染物氧化降解为co2和h2o。理论上只需要用太阳光照射光催化剂就能降解其表面吸附的有机污染物，废水处理成本几乎为零，但光生电子和空穴非常容易复合，光催化效率很低，无法达到实际应用要求。技术关键是高效光催化剂的设计制备，以抑制光生电子和空穴的复合，提高光催化效率。
3、光电催化法是将电催化法和光催化法结合的高级氧化技术。由于传统光电催化法以电解氧化为主，耗电量大，没有技术经济性；专业人员又在考虑将只施加低电压或利用内生电场，将光催化法产生的光生电子和空穴的高效分离，以提高光电催化效率，因未能解决·oh产生能力和产生效率低的难题，难以实际应用。
4、芬顿法或类芬顿法是用fe2+或其它物质催化还原h2o2产生·oh，·oh进一步将有机污染物氧化降解为co2和h2o的高级氧化技术。由于芬顿法还原h2o2产生·oh的物质量足够大和速度足够快，已产业化应用于许多条件下的废水处理中。以异相催化剂代替均相催化剂，正逐步解决类芬顿法催化剂消耗量比较大和处理成本比较高等不足之处，具有广阔的应用
5、电芬顿法是采用电解方法原位产生芬顿法至少一种原料的高级氧化技术。包括只电解氧化产生fe2+；只电解还原产生fe2+或fe0；只电解还原产生h2o2；同时电解氧化产生fe2+和电解还原产生h2o2四种情形。最多可降低废水处理成本40%，并可减少铁泥的二次污染，已有许多工业化成功应用的案例，但电芬顿法h2o2产能比较低的缺陷一直不能克服，影响了电芬顿法的应用推广。
6、光芬顿法是在光照射下的芬顿法或类芬顿法，有时也将光芬顿法归类到类芬顿法内，认为光能也是一种类芬顿催化剂。光能的输入，可减少h2o2氧化剂和类芬顿催化剂的消耗，降低了废水处理成本，目前已经有紫外光芬顿法中试处理废水的成功案例，可见光芬顿法具有重大应用价值，技术开发受到广泛重视。
7、光电芬顿法可以是电辅助的光芬顿法或是光辅助的电芬顿法，本质上是光电催化法与类芬顿法的结合。在光电催化法产生·oh基础上，再以类芬顿法协同产生更多的·oh，以解决光电催化法降解有机污染物能力低和处理效率不高的技术难题，是太阳能高效利用的重要发展方向。本专利技术的光电芬顿法是内电场辅助的类芬顿法，因为在无偏压状态下进行光电催化氧化，不仅利用光阳极内生电场强化了光生电子和空穴的分离，而且防止了光电芬顿槽中h2o2被氧化，使废水处理工艺和设备都实现了简单化。
8、早期专利cn100509639c公开斜板式液膜光电催化处理难降解有机废水的方法，用直接热氧化法或溶胶-凝胶法将tio2光催化剂固定在不锈钢或钛基底上作光阳极，以60°倾斜角放置在反应槽中，光阳极的上部与储液槽相连，底部浸没在废水中；以cu片作阴极，光阳极和cu阴极分别与直流电源的正负极相连接，调节电压为0.6-1.0v，用蠕动泵将废水从反应槽泵入储液槽中，使废水经储液槽溢出流过光阳极表面形成一层液膜，激发光只需透过该液膜即可照射到光阳极表面。本专利技术大大降低了有机废水本身对光的吸收，提高了激发光源的利用率和光电催化降解效率，同时废水的循环流动加快了电极表面和主体溶液物质的交换更新，强化了传质，提高了降解效率。由于tio2光阳极需要紫外光照射才能产生光电效应，外加电场使水处理设备复杂化，不能达到期待的技术经济性，但该专利技术创意极具参考价值。
9、专利cn113603181b公开一种双室光电催化降解土霉素的方法，包括双室光电催化体系的构建和氙灯照射下光电催化体系降解土霉素，其中，石墨相氮化碳掺杂的二氧化钛纳米管阵列光电极通过一步法制备，实现土霉素的高效降解。双室光电催化设备比较复杂，技术放大和实际应用难度很大，仅限于实验室研究用。
10、专利cn109824120a公开一种石墨相氮化碳修饰掺锑二氧化锡复合光电催化电极、制备方法及应用，在配制锡锑溶胶凝胶时加入石墨相氮化碳，采用溶胶凝胶涂覆热分解法制备复合光电催化电极。光电性能实验表明该复合光电催化电极相对于掺锑二氧化锡电极拥有更高的催化活性和对可见光的吸收，在太阳能利用和废水处理领域具有潜在的应用前景。同样存在产生的·oh浓度低、产出效率低和废水处理能力极低的问题，也仅限于实验室研究，难以扩大和实际应用。
11、同时具有铁电和铁磁性的钙钛矿材料铁酸铋bifeo3，由于具有相对较窄的禁带宽度，表现出较强的可见光吸收能力，因此在可见光照射下可表现出优异的光伏特性。2006年首次将铁酸铋作为光催化剂进行光催化降解有机污染物。研究发现采用纳米ag、纳米tio2 或石墨相氮化碳g-c3n4修饰bifeo3，可改善其光催化性能，提高其降解有机污染物的能力。
12、专利cn104671671b公开一种纳米银/铁酸铋复合薄膜及其制备方法，通过溶胶凝胶法结合热处理，在铁酸铋薄膜基体中引入均匀分散的纳米银颗粒，形成了纳米银/铁酸铋复合薄膜。该复合薄膜具有典型的磁性，介电常数提高了2-4倍。
13、以纳米tio2为模板和粘合剂，将导电性良好的银和具有铁电性的铁酸铋负载其上，制备的纳米ag/tio2/bifeo3复合类芬顿催化剂将具有更好的催化h2o2产生·oh的性能，具备降解工业废水中的酚类污染物能力；作为光阳极时由于内生电场的作用可使光生电子和空穴的分离效率更高，具有更好的光电催化性能。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，高效低成本降解工业废水中酚类污染物，以满足产业化应用要求，采取的技术方案包括光阳极镀膜水溶胶制备、ag/tio2/bifeo3光阳极制备、光电芬顿废水处理系统构建和工业废水中酚类污染物的降解四部分内容。
2、本专利技术中光阳极镀膜水溶胶制备的具体步骤为：
3、s1：将钛酸丁酯溶解在无水乙醇中，形成钛酸丁酯乙醇溶液，将其滴加到硝酸乙醇水溶液中，水解形成酸性纳米tio2乙醇水溶胶，所述钛酸丁酯、乙醇和硝酸的摩尔比为1：10-30：0.1-0.5；
4、s2：将硝酸铋和硝酸铁溶解在柠檬酸水溶液中，得到纳米铁酸铋前驱体水溶胶，所述硝酸铋、硝酸铁和柠檬酸的摩尔比为1：1：2-4；
5、s3：将纳米铁酸铋前驱体水溶胶与酸性纳米tio2乙醇水溶胶混合，再加入硝酸银水溶液，陈化12-24h，形成光阳极镀膜水性溶胶，所述硝酸铋、硝酸铁、钛酸丁酯和硝酸银的摩尔比为1：1：3-4：0.2-0.4。
6、本专利技术中ag/tio2/bifeo3光阳极制备的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，将光电催化氧化技术与类芬顿氧化技术结合为光电芬顿新技术，在可见光照射下协同提高了氧化剂·OH的产生能力和污染物降解能力，高效降解工业废水中酚类污染物，包括光阳极镀膜水溶胶制备、Ag/TiO2/BiFeO3光阳极制备、光电芬顿废水处理系统构建和工业废水中酚类污染物的降解四部分内容。
2.根据权利要求1所述的一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，光阳极镀膜水溶胶制备的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，步骤S1中的钛酸丁酯、乙醇和硝酸的摩尔比为1：10-30：0.1-0.5，步骤S2中的硝酸铋、硝酸铁和柠檬酸的摩尔比为1：1：2-4，步骤S3中的硝酸铋、硝酸铁、钛酸丁酯和硝酸银的摩尔比为1：1：3-4：0.2-0.4。
4.根据权利要求1所述的一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，Ag/TiO2/BiFeO3光阳极制备的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述的一种光电芬顿降解工业废水中酚
6.根据权利要求5所述的一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，所述表面膜的质量组成为：Ag3%-6%，TiO235%-50%，BiFeO345%-60%。
7.根据权利要求1所述的一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，光电芬顿废水处理系统构建的具体步骤为：
8.根据权利要求1所述的一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，工业废水中酚类污染物降解的具体步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，将光电催化氧化技术与类芬顿氧化技术结合为光电芬顿新技术，在可见光照射下协同提高了氧化剂·oh的产生能力和污染物降解能力，高效降解工业废水中酚类污染物，包括光阳极镀膜水溶胶制备、ag/tio2/bifeo3光阳极制备、光电芬顿废水处理系统构建和工业废水中酚类污染物的降解四部分内容。
2.根据权利要求1所述的一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，光阳极镀膜水溶胶制备的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种光电芬顿降解工业废水中酚类污染物的方法，其特征在于，步骤s1中的钛酸丁酯、乙醇和硝酸的摩尔比为1：10-30：0.1-0.5，步骤s2中的硝酸铋、硝酸铁和柠檬酸的摩尔比为1：1：2-4，步骤s3中的硝酸铋、硝酸铁、钛酸丁酯和硝酸银的摩尔比为1：1：3-4：0.2-...
【专利技术属性】
技术研发人员：张发荣，王欣，娜仁，周蕾，翟宇轩，王东方，杨茈玥，刘炳光，李建生，
申请(专利权)人：天津市职业大学，
类型：发明
国别省市：
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