一种微能驱动的多相芬顿净水剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及水处理，尤其是涉及一种微能驱动的多相芬顿净水剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、当前，废水处理普遍存在资源和能源的过度消耗，已成为废水处理技术发展的瓶颈。高级氧化工艺被认为是一种具有前途的净水处理技术，但经典的芬顿反应由于其速率限制步骤的存在，不仅中性条件下反应活性差，而且存在严重的能量浪费问题。比如h2o2最终被无效氧化分解为氧气，使其利用率低下；铁离子不断消耗，最终形成大量铁泥，既浪费资源又增加处理能耗。因此，开发出能够利用微量过氧化氢就可以诱发反应进行的净水剂，有利于解决h2o2的过度消耗的问题，达到降低废水处理成本目的。此外，新污染物来源比较广泛，危害比较严重，环境风险比较隐蔽，治理难度比较大。开发出此类净水剂，不仅能解决传统芬顿反应高能耗低效率的技术瓶颈问题，还能低耗高效地处理水中多种微量的新污染物。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述背景技术提到的现有技术的不足之处而提出的一种制备简单、成本低的微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法以及由该方法制得的具有很好的稳定性和催化活性的净水剂。

2、本发明的第一方面，提供一种微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法，包括如下步骤：在六水合氯化铁与七水合硫酸锌的混合溶液中，依次加入二氧化硒溶液、水合联氨溶液以及3-巯基丙基三乙氧硅烷溶液，充分搅拌后，离心滤出固体产物，再用去离子水和乙醇交替洗涤固体产物，烘干，得到该净水剂。

3、优选的，包括如下步骤：

4、(1)将六水合氯化铁与七水合硫酸锌溶于去离子水中，搅拌得到混合溶液a；

5、(2)将二氧化硒溶于去离子水中，搅拌混合均匀后，加入到步骤(1)中的混合溶液a中，得到混合溶液b；

6、(3)将水合联氨溶于去离子水中，搅拌混合均匀后，加入到步骤(2)中的混合溶液b中，得到混合溶液c；

7、(4)将3-巯基丙基三乙氧硅烷溶于乙醇中，搅拌混合均匀后，加入到步骤(3)中的混合溶液c中，得到混合溶液d；

8、(5)将混合溶液d离心滤出固体产物，再用去离子水和乙醇交替洗涤固体产物，烘干；

9、(6)将烘干的固体产物研磨成粉，得到该净水剂。

10、优选的，所述六水合氯化铁、七水合硫酸锌、二氧化硒的摩尔比为(0.5-2.5):(2-3):(20-25)；更优选的，所述六水合氯化铁、七水合硫酸锌、二氧化硒的摩尔比为2:2.5:25、0.5:2:20、2.5:2:25。

11、优选的，所述水合联氨溶液的浓度为0.4-1.8mol/l；更优选的，所述水合联氨溶液的浓度为0.6-0.9mol/l；进一步的，所述水合联氨溶液的浓度为0.6mol/l、0.7mol/l、0.8mol/l、0.9mol/l。

12、优选的，所述3-巯基丙基三乙氧硅烷溶液的浓度为0.05-0.25mol/l；更优选的，3-巯基丙基三乙氧硅烷溶液的浓度为0.05-0.1mol/l；进一步的，所述3-巯基丙基三乙氧硅烷溶液的浓度为0.05mol/l、0.06mol/l、0.07mol/l、0.08mol/l、0.09mol/l、0.1mol/l。

13、优选的，步骤(4)中，搅拌时间为8-12h，温度为20-30℃；更优选的，搅拌时间为10h，温度为25℃。

14、优选的，步骤(4)中，加入3-巯基丙基三乙氧硅烷醇溶液后，混合溶液搅拌过程中，有泡沫浮出，溶液逐渐变成红色。

15、优选的，步骤(5)中，离心转速为8000-12000r/min，离心时间3-10分钟；更优选的，离心转速为10000r/min，离心时间5分钟。

16、优选的，步骤(5)中，烘干温度为50-70℃,烘干时间为8-24h；更优选的，烘干温度为60℃,烘干时间为12h。

17、优选的，步骤(5)中，交替洗涤次数至少3次以上；更优选的，交替洗涤4次。

18、本发明的第二方面，提供一种微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法制备得到的微能驱动的多相芬顿净水剂。

19、优选的，微能驱动的多相芬顿净水剂成品柔软、均匀，呈暗红色。

20、本发明的第三方面，提供了上述微能驱动的多相芬顿净水剂在处理水中有机污染物中的应用。

21、优选的，所述有机污染物包括：酸性橙7、双酚a、环丙沙星、苯海拉明中的一种或多种。

22、优选的，将所述净水剂和h2o2加入含有酸性橙7、双酚a、环丙沙星、苯海拉明等有机污染物的废水中进行降解。

23、本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

24、(1)本发明的净水剂制备方法工艺简单，成本低廉，周期短，有利于规模化生产。

25、(2)本发明的净水剂属于固体催化剂，便于与水分离，易于回收再利用。

26、(3)本发明的净水剂ph响应范围较广，反应过程不需要将体系的ph值调至2-3这样严苛的条件，在中性条件下，对有机污染物有着优异的催化降解活性。

27、(4)本发明的净水剂在去除有机污染物的过程中具有很好的稳定性。

28、(5)本发明的净水剂仅需微量的h2o2就能触发降解反应，对水中的有机污染物有良好的去除效果，极大提高了h2o2的利用率，降低了水处理的成本。

技术特征：

1.一种微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在六水合氯化铁与七水合硫酸锌的混合溶液中，依次加入二氧化硒溶液、水合联氨溶液以及3-巯基丙基三乙氧硅烷溶液，充分搅拌后，离心滤出固体产物，再用去离子水和乙醇交替洗涤固体产物，烘干，得到该净水剂。

2.根据权利要求1所述的微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法，其特征在于，所述六水合氯化铁、七水合硫酸锌、二氧化硒的摩尔比为(0.5-2.5):(2-3):(20-25)。

4.根据权利要求1所述的微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法，其特征在于，所述水合联氨溶液的浓度为0.4-1.8mol/l。

5.根据权利要求1所述的微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法，其特征在于，所述3-巯基丙基三乙氧硅烷溶液的浓度为0.05-0.25mol/l。

6.根据权利要求2所述的微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，离心转速为8000-12000r/min，离心时间3-10分钟。

7.根据权利要求2所述的微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，烘干温度为50-70℃,烘干时间为8-24h。

8.根据权利要求1-7任一项所述的微能驱动的多相芬顿净水剂的制备方法制备得到的微能驱动的多相芬顿净水剂。

9.根据权利要求8所述的微能驱动的多相芬顿净水剂在处理水中有机污染物中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述有机污染物包括：酸性橙7、双酚a、环丙沙星、苯海拉明中的一种或多种。

技术总结
本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种微能驱动的多相芬顿净水剂及其制备方法和应用，其制备方法包括如下步骤：在六水合氯化铁与七水合硫酸锌的混合溶液中，依次加入二氧化硒溶液、水合联氨溶液以及3‑巯基丙基三乙氧硅烷溶液，充分搅拌后，离心滤出固体产物，再用去离子水和乙醇交替洗涤固体产物，烘干，得到该净水剂。本发明的制备方法工艺简单，高效低耗，周期短，极大降低了水处理的成本，有利于规模化生产；此外，制得的净水剂具有很好的稳定性和催化活性，实现了微量过氧化氢的活化，显著提高了降解水中有机污染物的效果。

技术研发人员：吕来,罗秋雨,杨东旋,胡春,李美仪
受保护的技术使用者：清远广大协同创新研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22