一种铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法技术

本发明专利技术属于水环境工程技术领域，公开了一种铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法

【技术实现步骤摘要】
一种铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法


[0001]本专利技术涉及水环境工程
，尤其涉及一种铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法
。

技术介绍

[0002]我国是化学物质生产使用大国，在化学物质的生产消费过程中，部分有机物极易“穿透”传统污水处理设施直接进入受纳水体
、
土壤等环境介质中
。
由于其具有环境持久性和生物累积性等特点，即使低剂量排放到环境中，也可能危害生态环境和人体健康
。
因此，亟需开发一种环境友好
、
高效处理该类有机物的消减技术，保障生态环境安全
。
[0003]在众多新污染物消减技术当中，芬顿氧化法由于其优异的降解效率
、
易于操作等优点受到高度关注
。
该方法主要通过溶解态
Fe
2+
激活
H2O2产生
·
OH
，进而高效氧化分解有机物，在污染地表
(
下
)
水原位处理和土壤原位修复的大规模应用方面前景广阔
。
但该方法在应用过程中也呈现出诸多缺陷，如铁泥产生量大
、Fe
2+
利用率低
、
体系
pH
值调节剂使用量巨大等
。
针对这些技术缺陷，非均相类电芬顿技术具有以下优势：
①
可实现
Fe
2+
的循环供应，解决
Fe
>2+
利用率低
、
铁泥产量大
、
无害化处置成本高等问题；
②
通过电化学体系精准控制污染物消减过程，提高污染物消减效率
。
经典的非均相芬顿催化剂以过渡金属铁基化合物为主
。
由于铁基材料具有来源丰富
、
环境友好
、
性能优异
、
价格便宜等特性，铁基芬顿催化剂的研究经久不衰
。Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)
循环是非均相铁基芬顿催化活性的关键，当前主要的铁基催化剂有针铁矿
、
磁铁矿
、
黄铁矿等，这些催化剂普遍存在
Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)
循环效率低下的缺点
。
[0004]施氏矿物
(schwertmannite
，
Fe8O8(OH)8‑
2x
(SO4)
x
·
nH2O(1.0≤x≤1.75))
也是一种铁基矿物，其通常在
pH
～
3、
富
Fe(Fe
2+
/Fe
3+
)
及
SO
42
‑
的酸性矿山废水
(Acid Mine Drainage
，
AMD)
环境沉积物中被检出，是影响矿区水体有毒有害
(
类
)
金属迁移及钝化的重要因子，也是一种潜在的类芬顿铁基催化剂
。
[0005]现有技术
(
申请号：
202110572835.4)
公开了一种施氏矿物催化异相光芬顿反应降解环糊精溶液中氯丹的方法，其步骤为调节含有氯丹的环糊精溶液中环糊精的浓度至
0.4
～
1.5g/L
，加入施氏矿物，调节环糊精溶液的
pH
值为中性或酸性，加入双氧水，在光催化反应器中进行紫外光辐射，在室温条件下进行降解处理
。
上述技术氯丹降解率可达
80
％以上，无铁泥产生
。
但该技术体系需要投加酸调节剂以维持体系反应
pH
＝3～5，同时催化降解时间长达
12
～
24h
，说明催化活性还有待提高
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法，解决现有技术使用施氏矿物催化降解有机污染物活性较低
、
时间较长
、
需要维持体系
pH
的问题
。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法，向有机污染物溶液中添加铁基非均相催化剂和
H2O2，在施加电场的条件下，降解有机污染物；
[0009]所述铁基非均相催化剂为施氏矿物
。
[0010]优选的，在所述铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法中，所述铁基非均相催化剂的用量为
500
～
2500mg/L。
[0011]优选的，在所述铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法中，所述
H2O2的添加量为
0.05
～
0.2mol/L。
[0012]优选的，在所述铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法中，所述施加电场为直流电源；所述施加电场的电压为5～
20V。
[0013]优选的，在所述铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法中，所述有机污染物溶液为罗丹明
B
溶液或草甘膦溶液
。
[0014]优选的，在所述铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法中，所述有机污染物溶液的浓度为
20
～
100mg/L。
[0015]优选的，在所述铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法中，还包括向有机污染物溶液中添加支撑液
。
[0016]优选的，在所述铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法中，所述支撑液为硫酸钠；所述支撑液的添加量为0～
0.1mol/L。
[0017]优选的，在所述铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法中，所述施氏矿物的制备方法包括以下步骤：
FeSO4·
7H2O
与
H2O2混合培养
。
[0018]优选的，在所述铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法中，所述降解有机物的温度为
35
～
40℃
，所述降解有机物的时间为1～
4h。
[0019]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020](1)
本专利技术的反应原理如图1所示：采用施氏矿物
(Sch)
作为铁基非均相催化剂，以电化学外加电流驱动电子的方式，提高电子在矿物
‑
有机物固液界面上的传递效率，实现
Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)
高效循环并获得最佳
Fe
2+
供应速率；产生的
Fe
2+
再与外部投加的<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法，其特征在于，向有机污染物溶液中添加铁基非均相催化剂和
H2O2，在施加电场的条件下，降解有机污染物；所述铁基非均相催化剂为施氏矿物
。2.
如权利要求1所述的铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法，其特征在于，所述铁基非均相催化剂的用量为
500
～
2500mg/L。3.
如权利要求1或2所述的铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法，其特征在于，所述
H2O2的添加量为
0.05
～
0.2mol/L。4.
如权利要求3所述的铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法，其特征在于，所述施加电场为直流电源；所述施加电场的电压为5～
20V。5.
如权利要求1或所述的铁基非均相电芬顿循环降解有机污染物的方法，其特征在于，所述有机污染物溶液为罗丹明
B
溶液或草甘膦溶液
。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梅芹，吴景雄，余梦琪，刘智灵，彭丽青，孙建腾，窦容妮，唐瑾，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：