氯代芳香族有机物污染土壤修复淋洗液的光催化处理装置及其专用光催化复合板的制作方法

文档序号:12327262阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种石墨烯-二氧化钛纳米管光催化复合板,包括载体面板及负载于所述载体面板上的石墨烯-二氧化钛纳米管层;

其中,所述石墨烯-二氧化钛纳米管层的厚度为50-100nm;

所述石墨烯-二氧化钛纳米管层中,石墨烯与二氧化钛纳米管的质量比为1:10-40;二氧化钛纳米管的长度为200-500nm,管内直径为2-5nm。

2.制备权利要求1所述的石墨烯-二氧化钛纳米管光催化复合板的方法,包括下述步骤:

1)配制氧化石墨烯与二氧化钛的悬浊液,其中氧化石墨烯与二氧化钛的质量比为1:10-40;

2)将所述悬浊液进行水热反应,得到与石墨烯复合的钛酸纳米管;

3)将所述与石墨烯复合的钛酸纳米管加水制成类溶胶,将所述类溶胶均匀附着到所述载体面板的表面,再将得到均匀涂布石墨烯-钛酸纳米管的载体面板加热,得到所述石墨烯-二氧化钛纳米管光催化复合板。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤1)中,所述氧化石墨烯与二氧化钛的悬浊液的配制包括:

a)先将无机碱溶于水中,完全溶解后,加入锐钛矿二氧化钛粉末,持续搅拌至二氧化钛不产生明显沉淀现象,得到二氧化钛溶液;

b)将氧化石墨烯分散于水中,再添加到所述二氧化钛溶液中,得到所述氧化石墨烯与二氧化钛的悬浊液。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:步骤a)中,水与无机碱的质量比为5:1.75-2.5;

所述锐钛矿二氧化钛粉末与无机碱的质量比为1:10-40。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法,其特征在于:步骤2)中,所述水热反应的温度为120℃-180℃,时间为6小时-24小时;

在所述水热反应结束后,步骤2)还依次包括下述操作:将水热反应后的体系冷却,添加浓盐酸并搅拌使体系的pH<1,持续搅拌;对所述体系进行过滤,收集滤出物并清洗,得到与石墨烯复合的钛酸纳米管。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法,其特征在于:步骤3)中,所述载体面板为玻璃板;

所述加热在惰性保护气氛下进行;

所述加热的温度为350-500℃,时间为0.5-2.0小时。

7.一种氯代芳香族有机物污染土壤修复淋洗液的光催化处理装置,包括待处 理淋洗液加入口、光催化主体反应池、权利要求1所述的石墨烯-二氧化钛纳米管光催化复合板和回用淋洗液流出口;

所述光催化主体反应池为流线型;

所述石墨烯-二氧化钛纳米管光催化复合板均匀铺设于所述光催化主体反应池的底部;

所述待处理淋洗液加入口与所述回用淋洗液流出口沿着淋洗液流动方向分别设于所述光催化主体反应池的两侧。

8.一种利用权利要求7所述的光催化处理装置处理氯代芳香族有机物污染土壤修复淋洗液的方法,包括下述步骤:将来自氯代芳香族有机物污染土壤修复系统的待处理淋洗液从所述待处理淋洗液加入口引入到权利要求3所述光催化处理装置中,所述待处理淋洗液流过所述光催化主体反应池,在所述石墨烯-二氧化钛纳米管光催化复合板的作用下,待处理淋洗液中的氯代芳香族有机物在太阳光照条件下被光催化降解除去,处理后的淋洗液回用到所述氯代芳香族有机物污染土壤修复系统中。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述待处理淋洗液流过所述光催化主体反应池的流速为每分钟流动所述光催化主体反应池长度的1/300-1/30。

10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述氯代芳香族有机物污染土壤修复系统为四阶段反向流土壤淋洗系统,污染土壤首先在所述土壤淋洗系统中进行第一阶段土壤淋洗修复,随后依次进行第二阶段土壤淋洗修复、第三阶段土壤淋洗修复和第四阶段土壤淋洗修复;其中,在第四阶段土壤淋洗修复使用水进行土壤淋洗修复,在第三阶段土壤淋洗修复使用第一次使用的淋洗液进行土壤淋洗修复,在第二阶段土壤淋洗修复使用第二次使用的淋洗液进行土壤淋洗修复,在第一阶段土壤淋洗修复使用第三次使用的淋洗液进行土壤淋洗修复,将第一阶段土壤淋洗修复后排出的淋洗液排入所述光催化处理装置进行光催化处理得到光催化处理后的淋洗液;

第四阶段土壤淋洗修复后排出的淋洗液作为水分的补充,用于配制所述第一次使用的淋洗液;

所述第二次使用的淋洗液为第三阶段土壤淋洗修复后排出的淋洗液;

所述第三次使用的淋洗液为第二阶段土壤淋洗修复后排出的淋洗液;

所述光催化处理后的淋洗液作为所述第二次使用的淋洗液补充液经所述回用淋洗液流出口进入第二阶段土壤淋洗修复。

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