无纺布负载二硫化钼催化材料及其制备方法和应用、提升芬顿法处理废水效率的方法与流程

本发明属于环境工程，具体涉及无纺布负载二硫化钼催化材料及其制备方法和应用、提升芬顿法处理废水效率的方法。

背景技术：

1、随着经济快速发展和工业化进程的加速，环境污染问题日益严峻，尤其是水污染问题。各种污染物的排放，如重金属、氮、磷和有机污染物等，导致了广泛的有机物污染、有毒污染和富营养化，严重破坏了生态系统。因此，为满足绿色清洁战略，对于有机污染物的降解成为一项重要任务。芬顿(fenton)或类芬顿(fenton-like)技术是最重要的高级氧化技术(aop)之一，已广泛应用于生物学、环境等领域。这类技术依靠产生各种活性氧(ros)，如羟基自由基(·oh)、单线态氧(1o2)和超氧自由基(·o2-)来降解有机污染物。芬顿氧化法主要是通过以下两个方面实现的：一方面，亚铁离子与过氧化氢发生催化反应，产生羟基自由基，具有很强的氧化还原电位，可降解废水的有机物。另一方面，沉积物被fe(oh)3的絮凝作用。fenton试剂处理废水的过程可分为四个步骤：ph调节、氧化反应、中和絮凝、沉淀。

2、目前，用于降解稳定有机污染物的实用芬顿技术仍存在一定的缺陷。在传统的芬顿反应中，fe3+/fe2+与过氧化氢(h2o2)反应后生成的fe2+无法回收利用，导致反应中铁源的损失和芬顿反应效率的降低。此外，传统芬顿反应的适宜ph范围较窄，高ph会使ros的产生变得困难，并产生fe(oh)3沉淀，严重阻碍了芬顿反应的进一步应用。

3、为了克服上述不足，近年来，mos2作为fenton反应的助催化剂受到广泛关注，因为它可以克服fenton反应的大部分缺点。研究发现未经任何额外处理的商用2h型mos2可以作为助催化剂显着加速fenton反应中fe3+/fe2+的循环。金属硫化物表面的不饱和s原子可以从溶液中俘获质子形成h2s，暴露还原性金属活性位点，大大加速fe的限速步骤fe3+/fe2+同时转化。然而，大多数粉末材料的共同弱点是难以回收再利用，这将极有可能增加成本并对环境造成二次污染。该缺点阻碍了mos2在工业中的广泛应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供无纺布负载二硫化钼催化材料及其制备方法和应用、提升芬顿法处理废水效率的方法，本发明采用方法简单、低能耗，且制备原材料易得的方法制备得到无纺布负载二硫化钼催化材料，其作为助催化剂应用于芬顿法处理废水时，具有方便回收，可重复应用，降低处理成本，避免二次污染及运输方便的特点。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种无纺布负载二硫化钼催化材料的制备方法，包括以下步骤：

4、将粘结剂、水和二硫化钼混合，得到混合物浆料；

5、将所述混合物浆料涂覆在所述无纺布的正反两面，得到负载无纺布；

6、将所述负载无纺布干燥，得到所述无纺布负载二硫化钼催化材料。

7、优选的，所述粘结剂包括海藻酸钠、聚乙烯醇和环氧树脂中的一种或多种。

8、优选的，所述粘结剂与所述二硫化钼与的摩尔比为1：5～10。

9、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的无纺布负载二硫化钼催化材料，包括无纺布和负载于所述无纺布正反两面上的二硫化钼和粘结剂。

10、本发明提供了上述技术方案所述的无纺布负载二硫化钼催化材料作为芬顿反应助催化剂的应用。

11、本发明提供了一种采用芬顿法处理废水的方法，包括以下步骤：

12、将ph值≤7的废水、水溶性亚铁盐、双氧水和助催化剂混合进行芬顿反应；

13、所述助催化剂为上述技术方案所述的无纺布负载二硫化钼催化材料。

14、优选的，所述废水的ph值为3～7。

15、优选的，所述双氧水中h2o2的质量百分含量为20～30wt％。

16、优选的，所述水溶性亚铁盐为硫酸亚铁；所述双氧水中的h2o2与所述水溶性亚铁盐的摩尔比为1～10：1。

17、优选的，所述双氧水中的h2o2与废水中的cod的质量比为0.1～1：1。

18、本发明提供了一种无纺布负载二硫化钼催化材料的制备方法，包括以下步骤：将粘结剂、水和二硫化钼混合，得到混合物浆料；将所述混合物浆料涂覆在所述无纺布的正反两面，得到负载无纺布；将所述负载无纺布干燥，得到所述无纺布负载二硫化钼催化材料(本发明记为msc)。本发明提供的制备方法以无纺布作为mos2载体，采用粘结剂将mos2粘结在无纺布的正反两面上，利用无纺布具有丰富的纤维孔隙负载mos2，同时无纺布蓬松的纤维能够提高mos2的分散性，从而提高mos2作为助催化剂的活性位点的比表面积，制备的无纺布负载二硫化钼催化材料具有高催化活性、高稳定性且分离回收容易的特点。本发明制备的msc材料可与芬顿反应耦合，高效处理有机废水，有效降低废水中cod和氨氮含量。同时，本发明提供的制备方法具有原料来源广、反应条件温和、制备成本低、绿色环保等优势，既降低了原芬顿反应中铁盐和双氧水的用量从而减少铁泥的产生，又解决了水体中的催化剂难回收二次利用的问题，在环境修复领域具有广阔的应用前景。

19、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的无纺布负载二硫化钼催化材料，包括无纺布和负载于所述无纺布正反两面上的二硫化钼和粘结剂。本发明提供的无纺布负载二硫化钼催化材料以mos2作为fenton反应的助催化剂，显著加速fenton反应中fe3+/fe2+的循环，具有高催化活性的特点，同时本发明采用无纺布作为mos2载体，采用粘结剂将mos2粘结在无纺布的正反两面，具有高稳定性且分离回收容易的特点。

20、本发明提供了一种采用芬顿法处理废水的方法，包括以下步骤：将ph值≤7的废水、水溶性亚铁盐、双氧水和助催化剂混合进行芬顿反应；所述助催化剂为上述技术方案所述的无纺布负载二硫化钼催化材料。本发明采用上述技术方案所述的无纺布负载二硫化钼催化材料作为助催化剂不仅能有效提高芬顿反应去除废水有机物的效率，同时相较于mos2粉末，可有效解决粉体材料难以回收再利用的问题，对mos2在工业中的广泛应用具有重要意义。

技术特征：

1.一种无纺布负载二硫化钼催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括海藻酸钠、聚乙烯醇和环氧树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂与所述二硫化钼的摩尔比为1：5～10。

4.权利要求1～3任一项所述的制备方法制备得到的无纺布负载二硫化钼催化材料，其特征在于，包括无纺布和负载于所述无纺布正反两面上的二硫化钼和粘结剂。

5.权利要求4所述的无纺布负载二硫化钼催化材料作为芬顿反应助催化剂的应用。

6.一种采用芬顿法处理废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述废水的ph值为3～7。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述双氧水中h2o2的质量百分含量为20～30wt％。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述水溶性亚铁盐为硫酸亚铁；所述双氧水中的h2o2与所述水溶性亚铁盐的摩尔比为1～10：1。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述双氧水中的h2o2与废水中cod的质量比为0.1～1：1。

技术总结
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及无纺布负载二硫化钼催化材料及其制备方法和应用、提升芬顿法处理废水效率的方法。本发明将粘结剂、水和二硫化钼混合，得到混合物浆料；将所述混合物浆料涂覆在所述无纺布的正反两面，得到负载无纺布；将所述负载无纺布干燥，得到所述无纺布负载二硫化钼催化材料。本发明制备的无纺布负载二硫化钼催化材料具有高催化活性、高稳定性且分离回收容易的特点。同时，本发明提供的制备方法具有原料来源广、反应条件温和、制备成本低、绿色环保等优势，既降低了原芬顿反应中铁盐和双氧水的用量从而减少铁泥的产生，又解决了水体中的催化剂难回收二次利用的问题，在环境修复领域具有广阔的应用前景。

技术研发人员：谢兵,岑湛,许传毅,张声森
受保护的技术使用者：广东台泉环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15