【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，具体涉及一种活化的铁基纳米晶合金及其在降解苯酚中的应用。
技术介绍
1、煤气化与焦化等煤化工过程会产生大量废水，煤炭焦化产生的废水ph值范围通常在7.7到11.5之间，在这类废水中含有各种有机污染物及无机污染物，其中，酚类是最主要的有机污染物之一，苯酚含量可达4000～5000mg/l，苯酚及其化合物对生命体有很强的毒害作用，且在自然条件下难以降解。含酚的废水处理方法包括物理法、生物法和化学法三大类。相较于物理法和生物法，化学法因其能无差别降解大部分有机污染物且具有反应条件温和、设备简单、处理高效等优点，被广泛应用于有机废水处理过程中，特别是类fenton技术，其避免了传统fenton技术的双氧水有效利用率不高、催化剂投加量多、产生铁泥，造成二次污染等缺点，在苯酚废水处理中备受青睐，同时铁基纳米晶由于其特殊的性能被广泛关注。
2、中国专利cn107326159b申请公开了一种用于含偶氮染料印染废水处理的铁基纳米晶合金制备和应用方法及装置，所公开方法是通过退火铁基非晶合金条带获得铁基纳米晶合金条带，进一步对金橙2染料进行降解，但是，经该方法在800℃退火后的1k107bn85条带，在条带用量10g/l的条件下，降解25mg/l金橙2染料水溶液仍需要10～15min降解率才能达到90％；该专利主要针对铁基纳米晶合金制备和应用方法及装置，没有提及苯酚，特别是其在中性碱性条件下的降解。
3、综上所述，目前铁基纳米晶合金在苯酚降解中的应用尚处于探索阶段。
技术实现
1、本专利技术的目的在于提供一种活化的铁基纳米晶合金及其在降解苯酚中的应用。本专利技术提供的活化的铁基纳米晶合金可在中性及碱性条件下降解苯酚，打破类芬顿反应通常只能在ph为2～5范围内发生的限制，减少了废水处理过程中对ph值的调节需求和对环境的二次污染，降低了含酚废水的处理成本，有助于废水处理和环境修复。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、本专利技术技术方案之一：提供一种活化的铁基纳米晶合金的制备方法，包括以下步骤：
4、将铁基纳米晶合金浸入硫酸铜溶液中使所述铁基纳米晶合金的表面活化。
5、优选地，所述铁基纳米晶合金为铁基纳米晶条带。
6、优选地，所述硫酸铜溶液的浓度为0.15mol/l。
7、优选地，所述活化的温度为20～80℃，时间为10～25min。
8、本专利技术技术方案之二：提供一种根据上述活化的铁基纳米晶合金的制备方法制得的活化的铁基纳米晶合金。
9、本专利技术技术方案之三：提供一种上述活化的铁基纳米晶合金在降解苯酚中的应用。
10、优选地，降解苯酚的步骤包括：向含有苯酚的水中加入双氧水，调节ph值至3～9，然后加入所述活化的铁基纳米晶合金，搅拌，实现对水中苯酚的降解。
11、更优选地，降解过程在25～65℃下进行。
12、更优选地，水中苯酚的浓度为5～300mg/l；水中h2o2的浓度为0.06～1mol/l；所述活化的铁基纳米晶合金的加入量为0.1～15g/l；所述搅拌的速度为50～1500r/min，时间为1～12min。
13、本专利技术利用硫酸铜活化铁基纳米晶条带，并且在类芬顿体系下进行催化降解实验，降解效率比未活化条带提升5倍不止，使用2g/l活化过的铁基纳米晶条带，在酸性及弱酸性条件下，仅需5min即可使苯酚降解率达到95％。
14、在中性条件下，未活化的铁基纳米晶条带基本无降解作用，活化过的铁基纳米晶条带5min反应时间即可使苯酚降解率达到95％；在碱性条件下，ph为7.5～9范围内时，活化过的铁基纳米晶条带12min完成95％的苯酚降解，而未活化的铁基纳米晶条带在碱性条件下30min降解率仅有20％。
15、本专利技术提供的活化的铁基纳米晶合金对ph为3～9的苯酚溶液具有较高的降解效率，拓宽了类芬顿法铁基纳米晶合金降解苯酚的适用范围。
16、本专利技术的有益技术效果如下：
17、本专利技术提供了一种利用硫酸铜扩宽铁基纳米晶合金降解苯酚适用范围的方法，该方法具有易操作、成本低、工艺简单、降解效率高、所需时间短、可在多种环境下降解苯酚等优势。
18、本专利技术相较其他降解苯酚的方法，所用原料-工业铁基纳米晶合金价格低廉，便于获取，强化铁基纳米晶合金降解苯酚的效果显著、成本低廉。
19、本专利技术提供的苯酚降解方法操作简单、实用性强、降解速率快，便于推广和工业化，对于实现水资源循环利用、环境治理、节能减排以及可持续发展具有十分重要的意义。
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1.一种活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，所述铁基纳米晶合金为铁基纳米晶条带。
3.根据权利要求1所述的活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，所述硫酸铜溶液的浓度为0.15mol/L。
4.根据权利要求1所述的活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，所述活化的温度为20～80℃，时间为10～25min。
5.根据权利要求4所述的活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，所述活化的温度为30～60℃。
6.一种根据权利要求1～5任一项所述活化的铁基纳米晶合金的制备方法制得的活化的铁基纳米晶合金。
7.权利要求6所述活化的铁基纳米晶合金在降解苯酚中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，降解苯酚的步骤包括：向含有苯酚的水中加入双氧水，调节pH值至3～9，然后加入所述活化的铁基纳米晶合金，搅拌，实现对水中苯酚的降解。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，降解过程在25～
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，水中苯酚的浓度为5～300mg/L；水中H2O2的浓度为0.06～1mol/L；所述活化的铁基纳米晶合金的加入量为0.1～15g/L；所述搅拌的速度为50～1500r/min，时间为1～12min。
...【技术特征摘要】
1.一种活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，所述铁基纳米晶合金为铁基纳米晶条带。
3.根据权利要求1所述的活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，所述硫酸铜溶液的浓度为0.15mol/l。
4.根据权利要求1所述的活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，所述活化的温度为20～80℃，时间为10～25min。
5.根据权利要求4所述的活化的铁基纳米晶合金的制备方法，其特征在于，所述活化的温度为30～60℃。
6.一种根据权利要求1～5任一项所述活化的铁基纳米晶合金的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海顺，谢煜，张响，杨卫明，张杰，袁雯，李宗臻，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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