一种活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法技术

本发明专利技术属于环境保护废水处理技术领域，涉及一种活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法。本发明专利技术主要步骤如下：在含有预先称重的活性炭的厌氧模拟反应器中，加入缓冲溶液和一定浓度的对硝基苯甲酸废水，向反应体系中充入99.99％高纯氮气(以除去体系中的氧气，形成厌氧环境)，向此体系中加入一定浓度的还原剂硫代硫酸钠溶液。最后将反应器置于旋转振荡器中，于常温常压下震荡反应。本发明专利技术反应体系温和，反应快速高效，处理成本低，是一种能够解决实际问题，具有显著经济优势和环境优势的处理方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于环境保护废水处理
，涉及。本专利技术主要步骤如下：在含有预先称重的活性炭的厌氧模拟反应器中，加入缓冲溶液和一定浓度的对硝基苯甲酸废水，向反应体系中充入99.99％高纯氮气(以除去体系中的氧气，形成厌氧环境)，向此体系中加入一定浓度的还原剂硫代硫酸钠溶液。最后将反应器置于旋转振荡器中，于常温常压下震荡反应。本专利技术反应体系温和，反应快速高效，处理成本低，是一种能够解决实际问题，具有显著经济优势和环境优势的处理方法。【专利说明】
本专利技术属于环境保护废水处理
，涉及一种活性炭催化还原处理对硝基苯 甲酸废水的方法。
技术介绍
芳香族硝基化合物是重要的有机化工原料及中间体，因生物难降解而造成长期累 积产生的工业废水带来的环境污染问题已引起广泛关注。对硝基苯甲酸是一种有用的有机 合成中间体主要用于医药（制备麻醉剂）、染料和农药的生产。目前，在空气、水和土壤中都 发现有少量的硝基苯甲酸类物质。这类物质对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道均有刺激作用。 处理有机废水的传统方法有生化法、吸附法、液膜法、电化学法和化学氧化法等。 但这些方法均有一定的缺陷和局限性，因此有必要开发一种反应条件温和，简便易行快速 高效的处理方法。近年来，化学还原法处理硝基苯类废水的方法受到了人们的关注。据报 道，某些硝基芳香类化合物（如，硝基苯，2，4_二硝基甲苯，3-氯硝基苯，4-硝基苯酚等）在 还原剂和黑炭的作用下能发生快速的还原反应（Kemper等,2008 ;0h等,2009 ;Yu等,2011 ； 2012 ；Amezquit等，2013)。目前还未见催化还原法处理对硝基苯甲酸废水的相关专利技术专 利。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供。 本专利技术的技术方案如下： ，包括以下步骤： (A)根据需要称取一定质量的活性炭作为催化剂，并转移到1L的厌氧模拟反应器 中； (B)将0. 1-0. 2L、20mM的缓冲溶液和0. 8L-定浓度的对硝基苯甲酸废水加入到厌 氧模拟反应器中，并将反应器密封； (C)用99. 99%的高纯氮气将反应器顶空及水溶液中的氧气排尽，以确保厌氧状 态； (D)根据不同的需要用气密性注射器将还原剂硫代硫酸钠溶液加入到反应器中； (E)将反应器置于回旋振荡器上于常温常压（25°C，latm)下震荡反应。 本专利技术所述活性炭的原料为椰子壳，其元素组成为，C元素 86. 67%，Η元素 5. 23%, Ν元素 4. 02%, 0元素 4. 08% ；ΒΕΤ比表面积为1474m2/g ;总孔容为1. 141ml/g ;微 孔率为42. 35%。 本专利技术提供的催化剂的浓度为0. 1-1. Og/L。 本专利技术提供的缓冲液为：Na2HP04/NaH2P0 4冲液，用以调节反应体系的pH值范围在 5-9之间。 本专利技术处理的对硝基苯甲酸废水的浓度为10_200mg/L。 本专利技术提供的还原剂为硫代硫酸钠所配置的溶液，其浓度为35_240mg/L。 本专利技术提供的震荡反应的转速为150-200转/分钟。 与现有技术相比本专利技术具有以下优点： 1.反应体系温和，均在常温常压下反应，不仅对反应设备要求不高，耗能也很低， 方法简单易行，可操作性强，便于在实际中推广应用； 2.反应快速高效，对污染物的还原转化彻底，本专利技术对对硝基苯甲酸的转化率最 高可达100%，使其彻底还原转化为相应的对胺基苯甲酸，不会造成二次污染； 3.处理成本低，本专利技术所用还原剂为硫代硫酸钠，催化剂为活性炭，便宜易得且反 应活性高，活性炭清洗后可重复使用，节省成本，具有显著的环境优势和经济优势。 【具体实施方式】 以下通过实施例对本专利技术提供的活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法 及效果进行进一步说明，但并不因此而限制本专利技术。 实施例1 :硫代硫酸钠还原对硝基苯甲酸废水 在8个1L厌氧模拟反应器中，加入pH为7的磷酸盐缓冲液和浓度为30mg/L的对 硝基苯甲酸废水，向反应器中充入高纯氮气（以去除反应体系中的氧气，形成厌氧环境）， 向反应器中分别加入35mg/L、100mg/L、170mg/L、240mg/L还原剂硫代硫酸钠溶液，然后， 1-4号反应器中不加催化剂，在5-8号反应器中分别加入0. 5g活性炭（使其浓度为0. 5g/ L)作为反应催化剂。将反应器密封置于旋转振荡器中，于常温常压下以150-200转/分钟 的转速震荡反应48小时，反应后还原产物为对胺基苯甲酸。对硝基苯甲酸的转化率见表1。 表1硫代硫酸钠还原条件下对硝基苯甲酸的转化率 【权利要求】1. ，其特征在于包括以下步骤： (A)根据需要称取一定质量的活性炭作为催化剂，并转移到1L的厌氧模拟反应器中； (B)将0. 1-0. 2L、20mM的缓冲溶液和0. 8L-定浓度的对硝基苯甲酸废水加入到厌氧模 拟反应器中，并将反应器密封； (C)用99. 99%的高纯氮气将反应器顶空及水溶液中的氧气排尽，以确保厌氧状态； (D)根据不同的需要用气密性注射器将还原剂硫代硫酸钠溶液加入到反应器中； (E)将反应器置于回旋振荡器上于常温常压（25°C，latm)下震荡反应。2.根据权利要求1所述活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法，其特征在于： 步骤（A)所述活性炭的原料为椰子壳，其元素组成为，C元素 86. 67 %，Η元素 5. 23 %，N元素 4. 02%，0元素 4. 08%；ΒΕΤ比表面积为1474m2/g ;总孔容为1. 141ml/g ;微孔率为42. 35%。3.根据权利要求1所述活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法，其特征在于： 步骤(A)所述催化剂的浓度为0. 1-1. Og/L。4.根据权利要求1所述活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法，其特征在于： 步骤（B)所述缓冲液为Na2HP04/NaH2P04冲液，用以调节反应体系的pH值范围在5_9之间。5.根据权利要求1所述活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法，其特征在于： 步骤（D)所述对硝基苯甲酸废水的浓度为10-200mg/L。6.根据权利要求1所述活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法，其特征在于： 步骤（D)所述还原剂为硫代硫酸钠所配置的溶液，其浓度为35-240mg/L。7.根据权利要求1所述活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法，其特征在于： 步骤（E)所述震荡反应的转速为150-200转/分钟。【文档编号】C02F1/70GK104045141SQ201410320865【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日 【专利技术者】刘新会, 巩文雯, 梁宝翠, 赵胜男, 侯静 申请人:北京师范大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性炭催化还原处理对硝基苯甲酸废水的方法，其特征在于包括以下步骤：(A)根据需要称取一定质量的活性炭作为催化剂，并转移到1L的厌氧模拟反应器中；(B)将0.1‑0.2L、20mM的缓冲溶液和0.8L一定浓度的对硝基苯甲酸废水加入到厌氧模拟反应器中，并将反应器密封；(C)用99.99％的高纯氮气将反应器顶空及水溶液中的氧气排尽，以确保厌氧状态；(D)根据不同的需要用气密性注射器将还原剂硫代硫酸钠溶液加入到反应器中；(E)将反应器置于回旋振荡器上于常温常压(25℃，1atm)下震荡反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新会，巩文雯，梁宝翠，赵胜男，侯静，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11