一种多相芬顿试剂及其应用制造技术

本发明专利技术属于废水处理用试剂技术领域，具体涉及一种多相芬顿试剂及其应用。本发明专利技术提供的多相芬顿试剂，包括二硫化亚铁、过氧化氢和过渡金属硫化物；所述过渡金属硫化物包括二硫化钼、硫化锌和二硫化钨中的一种或多种；所述过氧化氢为独立分装。本发明专利技术提供的多相芬顿试剂中，过渡金属硫化物作为助催化剂，可以及时地将三价铁离子还原成亚铁离子继续分解过氧化氢产生羟基自由基，以降解污染物，且过渡金属硫化物作为助催化剂，其自身性能不会受到破坏，可持续稳定地发挥助催化作用，因此过渡金属硫化物能够提高二硫化亚铁表面二价亚铁离子的生成效率和稳定性，且克服了均相芬顿体系溶液中含有的三价铁离子所引起的的二次污染问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多相芬顿试剂及其应用
本专利技术属于废水处理用试剂
，具体涉及一种多相芬顿试剂及其应用。
技术介绍
芬顿试剂是指由过氧化氢和亚铁离子组成的具有强氧化性的体系，在废水处理领域具有广泛的应用。目前使用的传统均相芬顿体系，因Fe3+与Fe2+转换严重受热力学限制，因此需要较高的Fe2+浓度和H2O2浓度，对水质和设备造成极大的伤害；虽然有结合电化学技术、超声技术或者添加具有还原性的试剂提高Fe3+向Fe2+转换的效率，但还原性试剂容易引起水体系的二次污染等问题。目前，利用芬顿试剂降解废水中污染物的构思因其对还原性试剂的低要求得到领域内广泛关注，但仍存在降解性能低和试剂制备成本昂贵等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种多相芬顿试剂，能够高效分解废水中的有机污染物；本专利技术还提供了一种多相芬顿试剂的应用。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种多相芬顿试剂，包括二硫化亚铁、过氧化氢和过渡金属硫化物；所述过渡金属硫化物包括二硫化钼、硫化锌和二硫化钨中的一种或多种；所述过氧化氢为独立分装。优选的，所述过渡金属硫化物与二硫化亚铁的质量比为(1～30)：100；所述氧化氢以双氧水的形式提供，所述双氧水的浓度为0.01～1mol/L。优选的，所述多相芬顿试剂中的二硫化亚铁与过渡金属硫化物为独立分装体系或复合体系。本专利技术还提供了上述技术方案所述多相芬顿试剂在废水处理中的应用。>优选的，所述废水包括垃圾渗透液、农药废水、医药废水、造纸废水、染料类废液、电镀行业废水和实验室废水中的一种或多种。优选的，所述废水的pH值为1～12。优选的，所述废水中的污染物包括罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝和对硝基苯酚中的一种或多种。优选的，所述应用包括以下步骤：当二硫化亚铁与过渡金属硫化物独立分装时，将二硫化亚铁与废水混合，进行吸附，得到初级处理废水；将所述初级处理废水、过氧化氢和过渡金属硫化物混合，进行降解反应；或者，当二硫化亚铁与过渡金属硫化物为复合体系时，将二硫化亚铁与过渡金属硫化物的复合体系与废水混合，进行吸附，得到初级处理废水；将所述初级处理废水与过氧化氢混合，进行降解反应。优选的，所述二硫化亚铁在废水中的浓度为0.01～5g/L。优选的，所述过氧化氢在废水中的浓度为0.01mmol/L～1mol/L。本专利技术提供了一种多相芬顿试剂，包括二硫化亚铁、过氧化氢和过渡金属硫化物；所述过渡金属硫化物包括二硫化钼、硫化锌和二硫化钨中的一种或多种；所述过氧化氢为独立分装。本专利技术提供的多相芬顿试剂中，二硫化亚铁表面有亚铁离子可作为活性位点，能促进过氧化氢解离生成羟基自由基，用于降解水体系中的有机污染物，亚铁离子与过氧化氢反应后自身被氧化成三价铁离子，配合所述过渡金属硫化物作为助催化剂，及时地将三价铁离子还原成亚铁离子继续分解过氧化氢产生羟基自由基，以降解污染物，且过渡金属硫化物作为助催化剂，其自身性能不会受到破坏，可持续稳定地发挥助催化作用，因此过渡金属硫化物能够提高二硫化亚铁表面二价亚铁离子的生成效率和稳定性，使本专利技术提供的多相芬顿试剂能够持续产生羟基自由基以降解废水中的污染物，提高催化效果，还克服了均相芬顿体系溶液中含有的三价铁离子所引起的的二次污染问题。实施例的结果表明，本专利技术提供的多相芬顿试剂用于对含罗丹明B的污染体系的废水水体进行处理时，针对废水中的有机污染物罗丹明B的降解，5min后降解率达到95％以上，降解率高；本专利技术提供的多相芬顿试剂在废水的pH范围为1～12时，均具有优良的催化性能，适用废水pH值范围广。进一步的，本专利技术提供多相芬顿试剂中二硫化亚铁可回收，回收后再次用于水体处理时，处理效果基本保持不变，表明本专利技术提供的多相芬顿试剂具有良好的循环稳定性；具体实施方式本专利技术提供了一种多相芬顿试剂，其特征在于，包括二硫化亚铁、过氧化氢和过渡金属硫化物；所述过渡金属硫化物包括二硫化钼、硫化锌和二硫化钨中的一种或多种；所述过氧化氢为独立分装。在本专利技术中，若无特殊说明，所述各组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。在本专利技术中，所述多相芬顿试剂包括二硫化亚铁。本专利技术对所述二硫化亚铁的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的市售商品或者矿石粉碎或其他本领域公知的其他方法得到。在本专利技术中，所述矿石粉碎中的矿石为含有二硫化亚铁成分的矿石，优选为黄铁矿；所述黄铁矿中FeS2的质量含量优选≥30％。在本专利技术中，所述粉碎优选为压碎和/或球磨；所述粉碎后，本专利技术无需对所得粉碎料进行二硫化亚铁的提取即可直接使用。在本专利技术中，所述二硫化亚铁的粒径优选≤300μm，更优选≤50μm，再优选为0.1～10μm。本专利技术将二硫化亚铁的粒径控制在上述范围，有利于进一步促进水体中有机污染物与二硫化亚铁的接触效果，二硫化亚铁表面提供更多的活性位点，有助于提升催化性能。本专利技术所述二硫化亚铁在水体系中表面具有大量的亚铁离子(Fe2+)，作为分解H2O2的活性位点，可使过氧化氢分解生成具有降解性能的羟基自由基降解有机污染物。此外，本专利技术所用二硫化亚铁为固体，FeS2表面含有带+2价的铁离子，作为反应的活性位点，在降解水体中有机污染物的过程中，不会溶于水体中，避免造成水体的二次污染。在本专利技术中，所述多相芬顿试剂包括过渡金属硫化物，所述过渡金属硫化物包括二硫化钼、硫化锌和二硫化钨中的一种或多种。当所述过渡金属硫化物为多种时，本专利技术对所述过渡金属硫化物中多种过渡金属硫化物的配比没有特殊限定，采用任意配比均可。本专利技术对所述过渡金属硫化物的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品或矿石粉碎或其他本领域公知的方法得到。在本专利技术中，所述矿石粉碎中矿石所含矿物优选为含有二硫化钼、硫化锌和二硫化钨中的一种或多种。在本专利技术中，所述粉碎优选为压碎和/或球磨。在本专利技术中，所述过渡金属硫化物与二硫化亚铁的质量比优选为(1～30)：100，更优选为(5～25)：30，再优选为(10～20)：30。在本专利技术中，所述多相芬顿试剂包括过氧化氢。在本专利技术中，所述过氧化氢为独立分装。在本专利技术中，所述过氧化氢优选以过氧化氢水溶液的形式提供，即以双氧水的形式提供。本专利技术对所述双氧水的浓度没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的双氧水浓度即可。在本专利技术中，所述双氧水的浓度优选为0.01～1mol/L，更优选为0.1～0.8mol/L，再优选为0.2～0.7mol/L。在本专利技术中，所述多相芬顿试剂中的二硫化亚铁与过渡金属硫化物优选为独立分装体系或复合体系。当所述多相芬顿试剂中的二硫化亚铁与过渡金属硫化物为复合体系时，所述复合体系的制备方法为：在双氧水中将二硫化亚铁与过渡金属硫化物混合，所述二硫化亚铁与过渡金属硫化物发生自组装反应，得到复合体系；本专利技术对所述双氧水的浓度没有特殊限定，采用任意浓度的双氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多相芬顿试剂，其特征在于，包括二硫化亚铁、过氧化氢和过渡金属硫化物；/n所述过渡金属硫化物包括二硫化钼、硫化锌和二硫化钨中的一种或多种；/n所述过氧化氢为独立分装。/n

【技术特征摘要】
1.一种多相芬顿试剂，其特征在于，包括二硫化亚铁、过氧化氢和过渡金属硫化物；
所述过渡金属硫化物包括二硫化钼、硫化锌和二硫化钨中的一种或多种；
所述过氧化氢为独立分装。


2.根据权利要求1所述的多相芬顿试剂，其特征在于，所述过渡金属硫化物与二硫化亚铁的质量比为(1～30)：100；所述过氧化氢以双氧水的形式提供，所述双氧水的浓度为0.01～1mol/L。


3.根据权利要求1所述的多相芬顿试剂，其特征在于，所述多相芬顿试剂中的二硫化亚铁与过渡金属硫化物为独立分装体系或复合体系。


4.权利要求1～3任一项所述多相芬顿试剂在废水处理中的应用。


5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述废水包括垃圾渗透液、农药废水、医药废水、造纸废水、染料类废液、电镀行业废水和实验室废水中的一种或多种。


6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述废水的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄在银，邱江源，陈钧鑫，梁祥耀，吴津梅，毛一丹，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：广西;45