申請日2014.01.20

　　公開(公告)日2014.05.14

　　IPC分類號C02F1/00; C02F1/28; C02F101/36; B01J20/30; B01J20/20

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種快速深度處理有機氯農(nóng)藥廢水的復(fù)合材料，以及所述復(fù)合材料的制備和應(yīng)用。復(fù)合材料包含納米鐵和載體，二者的重量份分別為5-20重量份和80-95重量份;所述載體為活性炭纖維氈或活性炭纖維布和來源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比為1：9至9：1之間;所述納米鐵的直徑為約100nm。采用本發(fā)明的復(fù)合材料可快速實現(xiàn)有機氯農(nóng)藥的降解，30分鐘基本降解完全。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種快速深度處理有機氯農(nóng)藥廢水的復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料 包含納米鐵和載體，二者的重量份分別為5-20重量份和80-95重量份;所述載體為 活性炭纖維氈或活性炭纖維布和來源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比為 1：9至9：1之間;所述納米鐵的直徑為約100nm。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其特征在于，來源于生物的炭基材料為來源于 動物糞便，動物骨頭，植物根莖，木屑、竹炭、麥秸稈、椰殼或花生殼的炭基材料。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其特征在于，納米鐵和載體的重量份分別為8-15 重量份和85-92重量份。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其特征在于，納米鐵和載體的重量份分別為 10-14重量份和86-90重量份。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其特征在于，納米鐵和載體的重量份分別為12 重量份和88重量份。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其特征在于，作為載體的活性炭纖維氈或活性 炭纖維布和來源于生物的炭基材料的重量比為1：1。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，采用液 相還原法，按照相應(yīng)的比例，將所述納米鐵負(fù)載到載體上，隨后進(jìn)行烘干;最終負(fù)載 納米鐵的活性炭纖維以氈或布的形式包裹負(fù)載納米鐵的來源于生物的炭基材料。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的復(fù)合材料用于快速深度處理有機氯農(nóng)藥廢水 的應(yīng)用，其特征在于：將上述復(fù)合材料用作水處理過濾器的濾芯材料。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8的應(yīng)用，其特征在于：所述濾芯材料為負(fù)載納米鐵的活性炭 纖維以氈或布的形式包裹負(fù)載納米鐵的來源于生物的炭基材料;或者負(fù)載納米鐵的活 性炭纖維碎片和負(fù)載納米鐵生物炭基材料顆粒作為水處理過濾器的濾芯材料。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求8的應(yīng)用，其特征在于：所述復(fù)合材料用于快速深度處理敵 草隆、滅草隆的農(nóng)藥廢水的應(yīng)用。

　　說明書

　　一種快速深度處理有機氯農(nóng)藥廢水的復(fù)合材料

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種用于污染物的降解材料，特別地涉 及一種快速深度處理有機氯農(nóng)藥廢水的復(fù)合材料，以及所述復(fù)合材料的制備和應(yīng)用。

　　技術(shù)背景

　　有機氯農(nóng)藥主要分為以苯為原料和以環(huán)戊二烯為原料的兩大類。以苯為原料的有 機氯農(nóng)藥包括使用最早、應(yīng)用最廣的殺蟲劑DDT、六六六、林丹、甲氧DDT、乙滴涕， 還包括一些殺菌劑，如五氯硝基苯、百菌清、稻豐寧等，以及廣譜除草劑敵草隆、綠 麥隆等。以環(huán)戊二烯為原料的有機氯農(nóng)藥包括作為殺蟲劑的氯丹、七氯、硫丹、狄氏 劑、艾氏劑、異狄氏劑、碳氯特靈等。此外以松節(jié)油為原料的莰烯類殺蟲劑、毒殺芬 和以萜烯為原料的冰片基氯也屬有機氯農(nóng)藥。有機氯類農(nóng)藥是農(nóng)藥史中使用量最大， 使用歷史最長的一類農(nóng)藥，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，脂溶性強，殘效期長(可達(dá)30～50年 之久)，易在脂肪組織中蓄積，造成慢性中毒，嚴(yán)重危及人體健康。因此必須采用高 效的有機氯農(nóng)藥處理技術(shù)對其進(jìn)行降解處理，以減少對生態(tài)系統(tǒng)的惡性影響。

　　傳統(tǒng)水處理方法主要是利用外加反應(yīng)試劑(如Cl2、ClO2、H2O2、O3)等產(chǎn)生有效 活性物種(如自由基等)與污染物反應(yīng)進(jìn)行消除，或通過吸附劑(絮凝劑、活性炭等) 或過濾膜等使污染物分離轉(zhuǎn)移，很少具有選擇性，能夠有效且經(jīng)濟(jì)消除相對高濃度的 一股性污染物，但對低濃度、高毒性、難降解污染物(如鹵代有機農(nóng)藥)的消除既缺 乏有效性也缺乏經(jīng)濟(jì)性，常規(guī)的生化處理方法對這類化合物基本無效。國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng) 域研究人員已展開了大量研究工作，探討了多種降解或處理有機鹵化物途徑，其中零 價金屬特別是零價鐵作為一種有效脫鹵的還原劑逐漸受到人們的關(guān)注。零價納米鐵具 有比表面積大、活性高的特點，但是納米鐵具有易團(tuán)聚、易氧化的特征。因此采用合 適的改性和負(fù)載手段可有效緩解納米鐵具有易團(tuán)聚、易氧化問題。另外由于不同的有 機氯農(nóng)藥分子的大小及極性的不同，需要設(shè)計不同特征的載體去達(dá)到對多種有機氯農(nóng) 藥去除的效果。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種快速深度處理有機氯農(nóng)藥廢水的復(fù)合材 料，其特征在于，所述復(fù)合材料包含納米鐵和載體，二者的重量份分別為5-20重量 份和80-95重量份;所述載體為活性炭纖維氈或活性炭纖維布和來源于生物的炭基材 料的混合物，二者的重量比為9：1-1：9;所述納米鐵的直徑為約100nm。

　　來源于生物的炭基材料為來源于動物糞便、動物骨頭、植物根莖、木屑、竹炭、 麥秸稈、椰殼、花生殼的炭基材料。所述來源于生物的炭基材料具有不同的孔徑特征 和吸附特征，對不同特征的多種有機氯農(nóng)藥均有較好的處理效果。

　　優(yōu)選地，納米鐵和載體的重量份分別為8-15重量份和85-92重量份;更優(yōu)選地， 納米鐵和載體的重量份分別為10-14重量份和86-90重量份;最優(yōu)選地，納米鐵和載 體的重量份分別為12重量份和88重量份。

　　優(yōu)選地，所述活性炭纖維氈或活性炭纖維布和來源于生物的炭基材料的重量比 為1：1。

　　進(jìn)一步地，提供上述復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：采用液相還原法，按 照相應(yīng)的比例，將所述納米鐵負(fù)載到載體上，隨后進(jìn)行烘干;最終負(fù)載納米鐵的活性 炭纖維以氈或布的形式包裹負(fù)載納米鐵的來源于生物的炭基材料。

　　進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供將上述復(fù)合材料用于快速深度處理有機氯農(nóng)藥廢水的 應(yīng)用，其特征在于：將上述復(fù)合材料用作水處理過濾器的濾芯材料。

　　所述濾芯材料為負(fù)載納米鐵的活性炭纖維以氈或布的形式包裹來源于生物的炭 基材料;或者負(fù)載納米鐵的活性炭纖維碎片和負(fù)載納米鐵的來源于生物的炭基材料顆 粒作為水處理過濾器的濾芯材料。

　　特別地，本發(fā)明復(fù)合材料用于快速深度處理敵草隆、滅草隆的農(nóng)藥廢水的應(yīng)用。 所述農(nóng)藥廢水是農(nóng)藥生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水。

　　本發(fā)明采用活性炭纖維氈、活性炭纖維布和來源于生物的炭基材料作為載體，其 利用的是活性炭纖維易工程化的特點(即方便制成氈、布等形式)以及不同來源生物 炭基材料具有不同孔徑分布特征，實現(xiàn)對有機氯農(nóng)藥類的高效降解。同時上述納米鐵 和載體的重量份，是確�；钚蕴坷w維和炭基材料之間的孔道暢通。

　　本發(fā)明的有益效果如下：

　　(1)采用活性炭纖維以氈或布的形式包裹不同來源生物炭基材料，具有易工程 化的特征，方便使用和再生;

　　(2)不同來源生物炭具有不同的孔徑特征和表面基團(tuán)分布，進(jìn)而拓寬可處理有 機氯農(nóng)藥的種類;

　　(3)納米鐵的負(fù)載可大大提高消除有機氯農(nóng)藥的特點，因為吸附富集的同時得 到高效的降解，避免了單純吸附所具有的飽和效應(yīng);

　　(4)生物炭來源于動物糞便、動物骨頭、植物根莖、木屑、竹炭、麥秸稈、椰 殼、花生殼等廢棄物，具有廢物利用、節(jié)能減排、成本低的特征;

　　(5)采用本發(fā)明的復(fù)合材料可快速實現(xiàn)有機氯農(nóng)藥的降解，30分鐘基本降解完 全。