公布日：2022.01.28
申請(qǐng)日：2021.11.23
分類(lèi)號(hào)：C02F9/08(2006.01)I;B01J20/26(2006.01)I;B01J20/28(2006.01)I;B01J20/3(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，包括以下步驟：將廢水進(jìn)行初步除雜處理后泵入到吸附池內(nèi)進(jìn)行處理；向吸附池內(nèi)加入甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑，吸附處理，之后將處理后的廢水泵入到裝有多個(gè)改性間隔物的催化降解池內(nèi)進(jìn)行處理，處理后的廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明提供的方法可有效除去廢水中的含氟化合物，操作簡(jiǎn)單，對(duì)水體無(wú)二次污染。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將廢水進(jìn)行初步除雜處理后泵入到吸附池內(nèi)進(jìn)行處理；(2)向吸附池內(nèi)加入甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑，吸附處理，之后將處理后的廢水泵入到裝有多個(gè)改性間隔物的催化降解池內(nèi)進(jìn)行處理，處理后的廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，所述甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑的制備方法，包括以下步驟：S1：將碳納米管分散在無(wú)水乙醇中制得碳納米管分散液；將三聚氰胺泡沫材料置于乙酸溶液中進(jìn)行活化處理，之后干燥處理，制得活化三聚氰胺泡沫材料；將2,2,2 三氟乙胺和甲醇混合攪拌后加入咪唑 2 甲醛，攪拌回流反應(yīng)，制得甲基修飾的氟功能化配體；S2：將鋅源和甲醇混合攪拌處理，之后加入上述制得的碳納米管分散液、活化三聚氰胺泡沫材料，攪拌混合均勻后加入三乙胺繼續(xù)攪拌處理，然后再加入甲基修飾的氟功能化配體，攪拌反應(yīng)，之后緩慢攪拌處理，最后將反應(yīng)得到的固體進(jìn)行干燥，制得甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，步驟S1中，碳納米管分散液的濃度為0.1-0.15g/ml；活化處理的溫度為室溫，時(shí)間為20-24h；2,2,2 三氟乙胺、甲醇、咪唑 2 甲醛的摩爾比為1:(1-2)：1；攪拌回流反應(yīng)的溫度為65-70℃，時(shí)間為20-25h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，步驟S2中，鋅源為六水合硝酸鋅，鋅源、碳納米管、活化三聚氰胺泡沫材料、三乙胺、甲基修飾的氟功能化配體的質(zhì)量比為0.14-0.15:1:1：1 1.5:0.05-0.1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，步驟S2中，攪拌反應(yīng)的溫度為室溫，轉(zhuǎn)速為3000-4000rpm，時(shí)間為30-40min；緩慢攪拌處理的轉(zhuǎn)速為800-1000rpm，時(shí)間為24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，步驟(2)中，三聚氰胺泡沫材料/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑的添加量為0.3-0.5g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，改性間隔物個(gè)數(shù)為三個(gè)，改性間隔物的形狀和大小和催化降解池相匹配，三個(gè)改性間隔物在催化降解池內(nèi)從上至下等間距排布，其制備方法為：(i)將基板置于無(wú)水乙醇中潤(rùn)濕處理，取出后加入到多巴胺的Tris HCl緩沖溶液中，加入聚乙烯胺，室溫下處理，之后取出處理的基板真空干燥，制得涂覆有聚多巴胺/聚乙烯胺涂層的基板；(ii)將涂覆有聚多巴胺/聚乙烯胺涂層的隔板置于氯化鐵溶液中處理，之后加入鹽酸溶液，加熱處理，處理結(jié)束后取出基板，干燥處理，制得改性間隔物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，步驟(i)中，多巴胺、聚乙烯胺的質(zhì)量比為1:1；室溫下處理的時(shí)間為20-30h。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，步驟(ii)中，氯化鐵溶液的濃度為15-20mg/ml，鹽酸溶液的濃度為10mmol/L；氯化鐵、多巴胺、鹽酸溶液的用量比為5：(0.7-0.8)：150ml；加熱處理的溫度為60-65℃，時(shí)間為20-30h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，其特征在于，催化降解池內(nèi)處理時(shí)采用發(fā)射波長(zhǎng)為400nm的紫外光進(jìn)行照射，并加入質(zhì)量濃度為3％的雙氧水調(diào)節(jié)廢水的pH為3 5，處理時(shí)間為30 50min。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種高效取出廢水中含氟化合物的方法，該方法可有效除去廢水中的含氟化合物，操作簡(jiǎn)單，對(duì)水體無(wú)二次污染。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種高效去除廢水中含氟化合物的方法，包括以下步驟：
(1)將廢水進(jìn)行初步除雜處理后泵入到吸附池內(nèi)進(jìn)行處理；
(2)向吸附池內(nèi)加入甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑，吸附處理，之后將處理后的廢水泵入到裝有多個(gè)改性間隔物的催化降解池內(nèi)進(jìn)行處理，處理后的廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：將碳納米管分散在無(wú)水乙醇中制得碳納米管分散液；將三聚氰胺泡沫材料置于乙酸溶液中進(jìn)行活化處理，之后干燥處理，制得活化三聚氰胺泡沫材料；將2,2,2 三氟乙胺和甲醇混合攪拌后加入咪唑 2 甲醛，攪拌回流反應(yīng)，制得甲基修飾的氟功能化配體；
S2：將鋅源和甲醇混合攪拌處理，之后加入上述制得的碳納米管分散液、活化三聚氰胺泡沫材料，攪拌混合均勻后加入三乙胺繼續(xù)攪拌處理，然后再加入甲基修飾的氟功能化配體，攪拌反應(yīng)，之后緩慢攪拌處理，最后將反應(yīng)得到的固體進(jìn)行干燥，制得甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟S1中，碳納米管分散液的濃度為0.1-0.15g/ml；活化處理的溫度為室溫，時(shí)間為20-24h；2,2,2-三氟乙胺、甲醇、咪唑-2-甲醛的摩爾比為1:(1-2)：1；攪拌回流反應(yīng)的溫度為65-70℃，時(shí)間為20-25h。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟S2中，鋅源為六水合硝酸鋅，鋅源、碳納米管、活化三聚氰胺泡沫材料、三乙胺、甲基修飾的氟功能化配體的質(zhì)量比為0.14-0.15:1:1：1-1.5:0.05-0.1。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟S2中，攪拌反應(yīng)的溫度為室溫，轉(zhuǎn)速為3000-4000rpm，時(shí)間為30-40min；緩慢攪拌處理的轉(zhuǎn)速為800-1000rpm，時(shí)間為24h。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，三聚氰胺泡沫材料/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑的添加量為0.3-0.5g/L。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，改性間隔物個(gè)數(shù)為三個(gè)，改性間隔物的形狀和大小和催化降解池相匹配，可有效安裝在催化降解池內(nèi)部，三個(gè)改性間隔物在催化降解池內(nèi)從上至下等間距排布，其制備方法為：
(i)將基板置于無(wú)水乙醇中潤(rùn)濕處理，取出后加入到多巴胺的Tris HCl緩沖溶液中，加入聚乙烯胺，室溫下處理，之后取出處理的基板真空干燥，制得涂覆有聚多巴胺/聚乙烯胺涂層的基板；
(ii)將涂覆有聚多巴胺/聚乙烯胺涂層的隔板置于氯化鐵溶液中處理，之后加入鹽酸溶液，加熱處理，處理結(jié)束后取出基板，干燥處理，制得改性間隔物。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，多巴胺、聚乙烯胺的質(zhì)量比為1:1；室溫下處理的時(shí)間為20-30h。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，氯化鐵溶液的濃度為15-20mg/ml，鹽酸溶液的濃度為10mmol/L；氯化鐵、多巴胺、鹽酸溶液的用量比為5：(0.7-0.8)：150ml；加熱處理的溫度為60-65℃，時(shí)間為20-30h。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，催化降解池內(nèi)處理時(shí)采用發(fā)射波長(zhǎng)為400nm的紫外光進(jìn)行照射，并加入質(zhì)量濃度為3％的雙氧水調(diào)節(jié)廢水的pH為3-5，處理時(shí)間為30-50min。
本發(fā)明提供的改性間隔物中的基板采用多孔聚酰胺基板，其孔隙率為85％，平均孔徑大小為1-2mm。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明采用吸附法和光芬頓相結(jié)合的方法對(duì)廢水進(jìn)行處理，可有效除去廢水中的含氟化合物，對(duì)水體無(wú)二次污染。本發(fā)明采用的吸附劑是甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳納米管/鋅基MOF三元復(fù)合吸附劑，該三元吸附劑是以比表面積大的三聚氰胺泡沫材料作為基底，其與碳納米管和鋅基MOF復(fù)合后形成的材料不僅具有大孔特性，且具有多個(gè)微孔結(jié)構(gòu)，采用甲基進(jìn)行功能化修飾后的材料具有更好的疏水性，能很好的吸附廢水中的含氟化合物；本發(fā)明制得的三元復(fù)合吸附劑的比表面積高達(dá)1248m2/g，吸附性能好。本發(fā)明還在催化降解池內(nèi)設(shè)置多層改性間隔物，改性間隔物的基板采用多孔聚酰胺基板，其孔隙率為85％，平均孔徑大小為1 2mm；其表面依次沉積有聚多巴胺/聚乙烯胺涂層以及羥基氧化鐵納米棒層，改性間隔物可有效吸附廢水中的有害物質(zhì)并將其降解；本發(fā)明提供的方法操作簡(jiǎn)單，廢水處理效率高。
（發(fā)明人：劉亮;劉杰;陳少君;顧林江;徐巧巧;解衛(wèi)宇;宋小艷;解海翔）
