申請日2015.10.23

　　公開(公告)日2015.12.30

　　IPC分類號C02F1/78; B01J23/34

　　摘要

　　本發(fā)明屬于廢水處理催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種臭氧促溶納米復(fù)合材料及其制作方法，本發(fā)明的碳納米管、MnO2二元復(fù)合材料對曝氣臭氧高級氧化工藝的強(qiáng)化起到了明顯的促進(jìn)作用，充分利用了碳納米管具有催化臭氧氧化，易與廢水分離、易活化和便于連續(xù)性操作的特點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景，同時本發(fā)明解決了碳納米管的分散效果不理想的問題，使臭氧溶解速率明顯提升，提高了臭氧在水中的溶解率，同時降低了臭氧發(fā)生器的能耗，從而對生活污水及生活廢水的高效處理提供了保障。

　　摘要附圖

　　權(quán)利要求書

　　1.一種臭氧促溶納米復(fù)合材料，其特征在于：包括以下重量分?jǐn)?shù)原料：KMnO432～38份，MnCl265～71份，碳納米管10～30份，去離子水100～300份，無水乙醇100～300份。

　　2.一種臭氧促溶納米復(fù)合材料的制作方法，其特征在于：按照所述原料重量分?jǐn)?shù)將KMnO4和MnCl2分別溶于去離子水中，配置成0.01mol·L-1的KMnO4溶液100mL和0.015mol·L-1的MnCl2溶液100mL，將碳納米管通過超聲波分散儀分散到MnCl2溶液中，超聲波分散儀的使用頻率為35000-45000Hz，溫度為32℃-38℃，同時在不斷攪拌情況下，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速范圍300轉(zhuǎn)/min-400轉(zhuǎn)/min，以25mL/min的速率將KMnO4溶液滴加入到碳納米管、MnCl2混合溶液中,并于室溫下20℃-26℃持續(xù)攪拌6h-7h，停止反應(yīng)，抽濾，按照所述重量分?jǐn)?shù)分別取去離子水和無水乙醇，分別洗滌3次，將得到的粉末放入空氣干燥箱中在108℃-112℃烘干11h-13h，即得到碳納米管-MnO2二元復(fù)合材料。

　　說明書

　　一種臭氧促溶納米復(fù)合材料及其制作方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種臭氧促溶納米復(fù)合材料及其制作方法。

　　背景技術(shù)

　　工業(yè)革命之后，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境問題也日益凸顯，人們在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中排放出了大量的工業(yè)廢水和生活污水，如果對這些污廢水處理不當(dāng)，甚至沒有后續(xù)處理，那么不僅會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至?xí)�一定程度上損害人們的身體健康。并且由于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展引起農(nóng)業(yè)廢水的任意排放，這些農(nóng)業(yè)廢水的成分復(fù)雜且易造成地下水源的污染。據(jù)保守估計，我國每年的污水排放量高達(dá)數(shù)百億噸，有近八成的廢水未經(jīng)任何處理就被排入河湖，造成環(huán)境的日益惡化。最近幾年來，國家雖然在工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢水的處理上取得了不錯的成效，但是生活污水的問題仍然沒有得到相應(yīng)的重視及改善。

　　國內(nèi)外環(huán)保領(lǐng)域一直將如何提高生活污水及生活廢水的高效處理視為難題，有機(jī)廢水治理技術(shù)中的曝氣技術(shù)具有投資少、見效快、無二次污染的特點(diǎn)，已被越來越廣泛的應(yīng)用。曝氣是指將空氣中的氧向液體中轉(zhuǎn)移的過程，其目的是獲得足夠的溶解氧，從而達(dá)到水體中的溶解氧增多，除鐵，除錳或促進(jìn)需氧微生物降解有機(jī)物等目的。而目前國內(nèi)外常見的曝氣技術(shù)主要有有鼓風(fēng)曝氣，機(jī)械曝氣兩大類：鼓風(fēng)曝氣指的是利用鼓風(fēng)機(jī)將空氣或其他氣體強(qiáng)制加入到水體或液體中的過程;機(jī)械曝氣指的是借助于機(jī)械作用使空氣或其他氣體進(jìn)入液體的過程。而曝氣高級氧化臭氧氧化法也因其自身氧化速度快、無二次污染、無污泥產(chǎn)生等特點(diǎn)逐漸成為污水深度處理的熱點(diǎn)之一。臭氧具有滅菌，氧化，脫色，除異味的作用，并且臭氧分解后無殘留物，也就不存在二次污染的問題。

　　氣體在氣相中的分壓和在液相中的濃度是影響氣體在氣液兩相之間轉(zhuǎn)移速率的主要因素。在相同溫度和分壓下，一種氣體在水中(無其他影響因素)的溶解度(常稱平衡濃度)是恒定的;當(dāng)該氣體的濃度大于平衡濃度時，則從水中逸出;小于平衡濃度時，氣體溶入水中。簡單來講，如果含有不少于兩種組分的體系之中存在著濃度梯度，那么其中的每種組分都有著從高濃度向低濃度方向轉(zhuǎn)移的趨勢，這種轉(zhuǎn)移的過程稱為質(zhì)量傳遞，簡稱為傳質(zhì)。這就相當(dāng)于一個瓶頸，而如何突破這一瓶頸，也即如何提高其氣體在水中的溶解度或者溶解速率也就成了比較關(guān)鍵的問題。因此如何提高氣體在水中的溶解速率及溶解率以此來提高曝氣效率和節(jié)約成本一直是環(huán)保界的難題，即氣液傳質(zhì)是曝氣工藝中的核心環(huán)節(jié)之一，其傳質(zhì)效率可以直接影響到后續(xù)的水處理進(jìn)度，所以研究怎樣可以改善氣液傳質(zhì)效率對于強(qiáng)化整個曝氣過程及高級氧化過程具有十分重要的意義。而通過添加不同的固相介質(zhì)可以來增加氣液傳質(zhì)效率。

　　對于已經(jīng)運(yùn)行的反應(yīng)體系或者是已經(jīng)成型的反應(yīng)裝置來說，固相介質(zhì)可以理解為污水 體系中的軟組織或者是當(dāng)作多相流曝氣反應(yīng)中的填料，已有研究表明，他可以較為有效地提高現(xiàn)有的操作環(huán)境下化學(xué)反應(yīng)的效率，并且在提升曝氣工藝總的處理能力方面或許可以發(fā)揮重要作用。

　　臭氧高級氧化技術(shù)作為一種新型水處理技術(shù)在水處理中已經(jīng)被應(yīng)用的越來越廣泛，它是近年發(fā)展起來的備受人們關(guān)注的一種有機(jī)污染物氧化去除新技術(shù)，臭氧高級氧化技術(shù)指的是利用臭氧在水體中與水反應(yīng)產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化性的羥基自由基，羥基自由基既能夠氧化分解和礦化有機(jī)物水中的有機(jī)物。但是在實(shí)際應(yīng)用中也存在著不少無可避免的問題，例如，臭氧發(fā)生器的能耗高，而臭氧的產(chǎn)率又不高，并且臭氧及其不穩(wěn)定，容易分解等。但是臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，其在水處理中的作用是無可取代的，因此嘗試著在現(xiàn)有的條件下提高臭氧在水中的溶解量勢不可擋。