CN105253950B - 紫外光协同电Fenton体系降解有机废水的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环境保护和污水处理领域，具体涉及一种紫外光协同电Fenton体系降解待处理的含有污染物的废液的方法及设备。所述方法利用紫外光、光协同催化和电Fenton组成的紫外光协同电Fenton体系，将待处理的含有污染物的废液置于该体系中进行有效降解。本发明将光催化和电化学氧化有机结合起来，提高了传统Fenton体系对待处理的含有污染物的废液的降解效率。

Description

紫外光协同电Fenton体系降解有机废水的方法及设备
技术领域
本发明属于环境保护和污水处理领域，具体涉及一种紫外光协同电Fenton体系降解待处理的含有污染物的废液的方法及设备。
背景技术
随着印染工业的迅速发展，随之产生大量染料废水，染料分子结构比较稳定，难于生物降解，并且在氧化还原过程中还可能产生具有致癌作用的芳香胺，若不进行有效处理，会给水体环境带来污染。传统的高级氧化技术，如Fenton氧化法和光催化法，虽然可以有效降解染料废水，但其降解效率较低，处理后废水的总有机碳含量普遍偏高。
因此，本领域迫切需要开发一种同时能够快速、高效降解有机染料废水的紫外光协同电Fenton体系降解待处理的含有污染物的废液的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时能够快速、高效降解有机染料废水的紫外光协同电Fenton体系降解待处理的含有污染物的废液的方法及其应用。
在本发明的第一方面，提供了一种紫外光协同电Fenton体系降解待处理的含有污染物的废液的方法，在紫外光条件下，在紫外光协同电Fenton体系中，对待处理的含有污染物的废液进行降解；
并且，所述的紫外光协同电Fenton体系包括：紫外光发生装置、阴极电极、惰性阳极和电解质溶液，其中，所述阴极电极含有(a)聚四氟乙烯，和(b)石墨和/或碳纳米管。
在另一优选例中，所述(b)石墨和/或碳纳米管与(a)聚四氟乙烯的质量比为100:1-1:1,较佳地为50:1-3:1，更佳地为25:1-10:1。
在另一优选例中，所述阴极电极中，所述(b)石墨和/或碳纳米管与(a)聚四氟乙烯的重量之和占阴极电极重量的90-100％，较佳地95-100％，更佳地97-99％。
在另一优选例中，所述碳纳米管的纯度≥98％(如98-99.99％)。
在另一优选例中，所述碳纳米管平均直径为1-50μm，较佳地为2-40μm，更佳地为10-30μm。
在另一优选例中，所述碳纳米管比表面积为50-500m2/g，较佳地为100-300m2/g。
在另一优选例中，所述碳纳米管选自下组：单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、或其组合。
在另一优选例中，所述石墨为鳞片状高纯石墨。
在另一优选例中，所述石墨纯度≥99wt％(如99-99.99wt％)。
在另一优选例中，所述石墨的平均直径为10-100μm，较佳地为10-50μm，更佳地为20-30μm。
在另一优选例中，所述惰性阳极为惰性贵金属电极，较佳地为铂电极。
在另一优选例中，所述电解质溶液为硫酸盐溶液，较佳地为硫酸钠溶液、硫酸钾溶液、硫酸铵溶液、或其组合。
在另一优选例中，所述电解质溶液为含Fe2+盐或Fe3+盐的硫酸盐溶液，优选地，所述Fe2+盐为氯化亚铁，硫酸亚铁和/或硝酸亚铁。
在另一优选例中，所述电解质溶液中Fe2+的添加量为0.1-2.0mmol/L，较佳地为0.3-1.8mmol/L，更佳地为0.5-1.5mmol/L。
在另一优选例中，所述紫外光发生装置照射到所述紫外光协同电Fenton体系的紫外光强度为10-100μw/cm2，较佳地为20-80μw/cm2，更佳地为30-60μw/cm2。
在另一优选例中，所述紫外光发生装置为外照式紫外光发生装置，采用光源为汞弧灯(220V,35W),灯管总长300mm,发光段长200mm,管径20mm。
在另一优选例中，所述含有污染物的废液选自下组：染料废水、制药废水、生活污水、或其组合。
在另一优选例中，所述含有污染物的废液为有机染料废水。
在另一优选例中，所述含有污染物的废液为含有选自下组的有机染料的废水：罗丹明B、孔雀绿、橙Ⅱ、或其组合。
在另一优选例中，所述含有污染物的废液的COD为10-300mg/L,优选为100-150mg/L。
在另一优选例中，所述惰性阳极电极和阴极电极之间的电压为2-10V/cm,较佳地3-6V/cm。
在另一优选例中，所述阳极电极和阴极电极之间的距离为1-6cm，较佳地为2-4cm。
在另一优选例中，所述电Fenton体系还包括外加电源。
在另一优选例中，所述外加电压为1-10V，较佳地为2-7V，更佳地为3-4V。
在另一优选例中，所述紫外光协同电Fenton体系(含或不含待处理的含有污染物的废液)的pH范围为2-5，较佳地所述有机废水pH范围为3-4。
在另一优选例中，所述紫外光协同电Fenton体系温度为6-45℃，较佳地为10-35℃，更佳地为20-25℃。
在另一优选例中，所述方法包括如下步骤：
(1)制备所述阴极电极，其中所述阴极电极含有(a)聚四氟乙烯，和(b)石墨和/或碳纳米管；
(2)将步骤(1)制得的阴极电极与惰性阳极以及电解质溶液组成Fenton体系，同时施加一定电压和紫外光辐照。
在另一优选例中，所述方法包括如下步骤(3)：向所述紫外光协同电Fenton体系中添加所述待处理的含有污染物的废液，在一定电压下通电一段时间，对所述污染物进行降解。
在另一优选例中，在所述步骤(1)中，包括如下步骤：将以下阴极电极原料进行混合，获得第一混合物：碳纳米管、聚四氟乙烯、乳化剂和C1-C6醇溶剂；以及对所述第一混合物进行烧结，从而制得所述的阴极电极。
在另一优选例中，在所述步骤(1)中，包括如下步骤：取一定量的碳纳米管，聚四氟乙烯，OP乳化剂和C1-C3醇溶剂混合形成膏体，将所述膏体碾压成膜状，附着在金属网上，在液压机上进行压制，制得阴极电极，于丙酮溶液中浸泡一段时间除去电极表面残留的乙醇和聚四氟乙烯。
在另一优选例中，所述步骤(2)为：将步骤(1)得到的碳纳米管电极为阴极，铂片为阳极，含亚铁盐的硫酸钠酸性溶液为电解质，施加直流稳压和紫外光辐照，形成紫外光协同电Fenton体系。
在另一优选例中，所述的乳化剂为OP乳化剂。
在另一优选例中，所述的乳化剂的用量为第一混合物总重量的0.01-1.0wt％，较佳地为0.03-0.6wt％，更佳地为0.05-0.3wt％。
本发明第二方面，提供一种污染物处理装置，所述装置包括：紫外光协同电Fenton体系。
在另一优选例中，所述紫外光协同电Fenton体系包括：紫外光发生装置、阴极电极、惰性阳极和电解质溶液，其中，所述阴极电极含有(a)聚四氟乙烯，和(b)石墨和/或碳纳米管；
在另一优选例中，所述装置还包括曝气装置。
在另一优选例中，所述装置还包括搅拌装置。
在另一优选例中，所述装置还包括污染物检测装置。
本发明第三方面，提供一种用本发明第二方面所述的装置的用途，所述污染物处理装置通过如本发明第一方面所述的方法，降解待处理的含有污染物的废液。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1显示了紫外光协同电Fenton体系No.1对7g/L罗丹明B染料废水降解的动力学曲线。
图2显示了紫外光协同电Fenton体系No.2对5g/L孔雀绿染料废水降解动力学曲线。
图3显示了紫外光协同电Fenton体系No.3对5g/L孔雀绿染料废水降解动力学曲线。
具体实施方式
本发明人通过广泛而深入的研究，首次意外地发现了一种同时能够快速、高效降解待处理的含有污染物的废液的紫外光协同电Fenton体系。该体系将光催化和电化学氧化有机结合起来，提高了降解效率。在此基础上完成了本发明。
术语说明
除非另外定义，否则本文中所用的全部技术与科学术语均具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
如本文所用，在提到具体列举的数值中使用时，术语“约”意指该值可以从列举的值变动不多于1％。例如，如本文所用，表述“约100”包括99和101和之间的全部值(例如，99.1、99.2、99.3、99.4等)。
如本文所用，术语“含有”或“包括(包含)”可以是开放式、半封闭式和封闭式的。换言之，所述术语也包括“基本上由…构成”、或“由…构成”。
紫外光协同电Fenton体系
Fenton法在处理难降解有机污染物时具有独特的优势，是一种很有应用前景的废水处理技术。
电Fenton方法主要依靠电化学方法通过牺牲阳极产生Fe3+或Fe2+及通过电化学方法使溶解氧转换为氧化剂H2O2构成Fenton试剂组分，也可外加Fe3+/Fe2+及H2O2组成Fenton体系，促使Fe3+/Fe2+的循环及H2O2转化为羟基自由基而提高Fenton反应氧化降解有机污染物的效率。
而光电Fenton技术主要是在电Fenton的体系的基础上引入不同光源(包括紫外光、可见光或太阳光)协同催化有机物的降解，紫外光主要可促Fe3+/Fe2+的转化，另一方面紫外光也促使有机污染物的光解；可见光主要针对有色有机污染物如有机染料等。通过有色有机污染物的敏化作用，促使有机污染物的降解。在光电协同作用下的Fenton方法既可以促进Fenton反应中Fe3+向Fe2+的转化，也具有自动产生H2O2的机制，使H2O2产生氧化物种羟基自由基的效率提高，充分利用氧化试剂和紫外光降解有毒有机污染物。
本发明的紫外光协同电Fenton体系在紫外光条件下，对待处理的含有污染物的废液进行降解；并且，所述的紫外光协同电Fenton体系包括：紫外光发生装置、阴极电极、惰性阳极和电解质溶液，其中，所述阴极电极含有(a)聚四氟乙烯，和(b)石墨和/或碳纳米管。
在另一优选例中，所述(b)石墨和/或碳纳米管与(a)聚四氟乙烯的质量比为100:1-1:1,较佳地为50:1-3:1，更佳地为25:1-10:1。
在另一优选例中，所述阴极电极中，所述(b)石墨和/或碳纳米管与(a)聚四氟乙烯的重量之和占阴极电极重量的90-100％，较佳地95-100％，更佳地97-99％。
在另一优选例中，所述碳纳米管的纯度≥98％(如98-99.99％)。
在另一优选例中，所述碳纳米管平均直径为1-50μm，较佳地为2-40μm，更佳地为10-30μm。
在另一优选例中，所述碳纳米管比表面积为50-500m2/g，较佳地为100-300m2/g。
在另一优选例中，所述碳纳米管选自下组：单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、或其组合。
在另一优选例中，所述石墨为鳞片状高纯石墨。
在另一优选例中，所述石墨纯度≥99wt％(如99-99.99wt％)。
在另一优选例中，所述石墨的平均直径为10-100μm，较佳地为10-50μm，更佳地为20-30μm。
在另一优选例中，所述惰性阳极为惰性贵金属电极，较佳地为铂电极。
在另一优选例中，所述电解质溶液为硫酸盐溶液，较佳地为硫酸钠溶液、硫酸钾溶液、硫酸铵溶液、或其组合。
在另一优选例中，所述电解质溶液为含Fe2+盐或Fe3+盐的硫酸盐溶液；优选地，所述Fe2+盐为氯化亚铁，硫酸亚铁和/或硝酸亚铁。
在另一优选例中，所述电解质溶液中Fe2+的添加量为0.1-2.0mmol/L，较佳地为0.3-1.8mmol/L，更佳地为0.5-1.5mmol/L。
在另一优选例中，所述紫外光发生装置照射到所述紫外光协同电Fenton体系的紫外光强度为10-100μw/cm2，较佳地为20-80μw/cm2，更佳地为30-60μw/cm2。
在另一优选例中，所述紫外光发生装置为外照式紫外光发生装置，采用光源为汞弧灯(220V,35W),灯管总长300mm,发光段长200mm,管径20mm。
石墨
本发明中，“石墨电极”与“鳞片状高纯石墨”可互换使用。
石墨可分为天然石墨和人造石墨：
其中，天然石墨，根据结晶形态不同，将天然石墨分为三类。(1)致密结晶状石墨：又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0.1毫米，比表面积范围集中在0.1-1m2/g，晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。这种石墨一般含碳量为60～65％，有时达80～98％，但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。(2)鳞片石墨：晶体呈鳞片状；这是在高强度的压力下变质而成的，有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨一般含碳量在2～3％或10～25％之间。是自然界中可浮性最好的矿石之一，经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越。(3)隐晶质石墨：又称微晶石墨或土状石墨，这种石墨的晶体直径一般小于1微米，比表面积范围集中在1-5m2/g，只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状，缺乏光泽，润滑性比鳞片石墨稍差。一般的含碳量60～85％。少数高达90％以上。
人造石墨，也就是特种石墨。按其成型的方式可分为以下几种：等静压石墨、模压石墨、和挤压石墨。其中按石墨的颗粒度分，也可分为：细节构石墨、中粗石墨(一般的颗粒度在0.8mm左右)、和电极石墨(2-4mm)。
本发明所述石墨为鳞片状高纯石墨，优选石墨的尺寸为0.5-0.8mm。
在另一优选例中，所述石墨为鳞片状高纯石墨。
在另一优选例中，所述石墨纯度≥99wt％(如99-99.99wt％)。
在另一优选例中，所述石墨的平均直径为10-100μm，较佳地为10-50μm，更佳地为20-30μm。
碳纳米管
碳纳米管是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2-20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。
在另一优选例中，所述碳纳米管纯度≥98％(如98-99.99％)。
在另一优选例中，所述碳纳米管平均直径为1-50μm，较佳地为2-40μm，更佳地为10-30μm。
在另一优选例中，所述碳纳米管比表面积为50-500m2/g，较佳地为100-300m2/g。
在另一优选例中，所述碳纳米管选自下组：单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、或其组合。
待处理的含有污染物的废液
本发明所述的待处理的含有污染物的废液包括有机废水，就是以有机污染物为主的废水，造纸皮革及食品行业排出的COD含量在2000mg/L以上的废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白、纤维素等有机物，如果直接排放会造成严重污染。
如本发明所述含有污染物的废液选自下组：染料废水、制药废水、生活污水，或其组合。
在另一优选例中，所述含有污染物的废液为有机染料废水。
在另一优选例中，所述含有污染物的废液为含有选自下组的有机染料的废水：罗丹明B、孔雀绿、橙Ⅱ，或其组合。
在另一优选例中，所述含有污染物的废液的COD为10-300mg/L,优选为100-150mg/L。
紫外光发生装置
本发明所述紫外光发生装置为外照式汞弧灯，所述紫外光发生装置照射到所述紫外光协同电Fenton体系的紫外光强度为10-100μw/cm2，较佳地为20-80μw/cm2，更佳地为30-60μw/cm2。
在另一优选例中，所述紫外光发生装置为外照式汞弧灯紫外光发生装置，采用光源为汞弧灯(220V,35W),灯管总长300mm,发光段长200mm,管径20mm。
应用
本发明还提供本发明Fenton体系的应用，尤其是应用于处理含有污染物的废液。
本发明中，所述待处理的废液没有特别限制，代表性的废液包括有机废水。有机废水就是以有机污染物为主的废水，造纸皮革及食品行业排出的COD含量在2000mg/L以上的废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白、纤维素等有机物，如果直接排放会造成严重污染。
在另一优选例中，有机废水选自下组：染料废水、制药废水、生活污水，或其组合。
在另一优选例中，所述有机废水的浓度为COD为10-300mg/L,优选为100-150mg/L。
紫外光协同电Fenton体系的制备
本发明的紫外光协同电Fenton体系主要由以下步骤进行制备：
(1)制备所述阴极电极，其中所述阴极电极含有含有(a)聚四氟乙烯，和(b)石墨和/或碳纳米管；
(2)将步骤(1)制得的阴极电极与惰性阳极以及电解质溶液组成Fenton体系，同时施加一定电压和紫外光辐照。
在另一优选例中，所述方法包括如下步骤(3)：向所述紫外光协同电Fenton体系中添加所述待处理的含有污染物的废液，在一定电压下通电一段时间，对所述污染物进行降解。
在另一优选例中，在所述步骤(1)中，包括：将以下阴极电极原料进行混合，获得第一混合物：碳纳米管、聚四氟乙烯、乳化剂和C1-C6醇溶剂；以及对所述第一混合物进行烧结，从而制得所述的阴极电极。
在另一优选例中，在所述步骤(1)中，包括如下步骤：取一定量的碳纳米管，聚四氟乙烯，OP乳化剂和无水乙醇混合形成膏体，将所述膏体碾压成膜状，附着在金属网上，在液压机上进行压制，制得阴极电极，于丙酮溶液中浸泡一段时间除去电极表面残留的乙醇和聚四氟乙烯。
在另一优选例中，所述步骤(2)为：将步骤(1)得到的碳纳米管电极为阴极，铂片为阳极，含亚铁盐的硫酸钠酸性溶液为电解质，施加直流稳压和紫外光辐照，形成紫外光协同电Fenton体系。
在另一优选例中，所述的乳化剂为OP乳化剂。
在另一优选例中，所述的乳化剂的用量为第一混合物总重量的0.01-1.0wt％，较佳地为0.03-0.6wt％，更佳地为0.05-0.3wt％。
污染物处理装置
一种污染物处理装置，所述装置包括：紫外光协同电Fenton体系。
在另一优选例中，所述紫外光协同电Fenton体系包括：紫外光发生装置、阴极电极、惰性阳极和电解质溶液，其中，所述阴极电极含有(a)聚四氟乙烯，和(b)石墨和/或碳纳米管；
在另一优选例中，所述装置还包括曝气装置。
在另一优选例中，所述装置还包括搅拌装置。
在另一优选例中，所述装置还包括污染物检测装置。
本发明的主要优点在于：
(1)本发明紫外光协同电Fenton体系将电Fenton高级氧化技术与光催化有机结合起来，二者发挥协同作用能够短时间内快速、高效地催化降解有机染料废水。
(2)紫外光协同电Fenton体系能有效提高染料废水的矿化程度，可以作为废水处理的应急方案，具有很高的工业推广价值。
(3)本发明中，所制的阴极电极产生H2O2的电催化效率高，通过压片法可以制备出形貌规整且尺寸一致的阴极电极，操作简单，条件易控。
下面结合具体实施例，进一步陈述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明详细条件的实验方法，通常按照常规条件中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。以下实施例中所用的实验材料和试剂如无特别说明均可从市售渠道获得。
实施例1：紫外光协同电Fenton体系No.1的制备及其应用
称取10g鳞片石墨，加入0.1mL“OP”乳化剂(购自江苏省海安石油化工厂)、3mL无水乙醇和1.0g聚四氟乙烯，超声使分散均匀，直至混合物形成凝聚状膏体，将膏体碾压成约为2.5mm的膜，膜上下附着在不锈钢网上，在30MPa压力下压制得电极，于丙酮溶液中浸泡2h除去电极表面残留的乙醇和“OP”乳化剂。红外箱中80℃保温2h，即制成石墨电极，其最终尺寸：底面积×高＝1.0cm2×5mm。
将制备好的阴极电极为阴极，铂片为阳极，以硫酸钠(10g/L)为支持电解质，制得电Fenton体系。
工作时，罗丹明B染料废水的添加量为7g/L，电Fenton体系外加电压为3V；硫酸调节pH为3.5，亚铁离子的添加量为1mmol/L；紫外光为外照式，采用光源为汞弧灯，废水处理在室温搅拌下进行。
分别进行(a)紫外光光催化、(b)电Fenton体系(不加光，通电，搅拌)和(c)紫外光协同电Fenton体系(紫外光辐照，通电，搅拌)，降解动力学曲线见图1。
图1的结果表明，(a)在120min内对罗丹明B染料废水的去除率为37.4％，达到90％的去除率需要约450min；(b)在120min内对罗丹明B染料废水的去除率为57.8％，达到90％的去除率需要约240min；(c)在120min内对罗丹明B染料废水的去除率为97.9％。
可以看出，对较难降解的罗丹明B染料废水，紫外光协同电Fenton体系大大提高了去除效率，能够在短时间内达到95％以上的去除率。
实施例2：紫外光协同电Fenton体系No.2的制备及其应用
称取9g碳纳米管，加入0.1mL“OP”乳化剂(购自江苏省海安石油化工厂)、2mL无水乙醇和1.2g聚四氟乙烯，超声使分散均匀，直至混合物形成凝聚状膏体，将膏体碾压成约为2.5mm的膜，附着在金属镍网上，在30MPa压力下压制得电极，于丙酮溶液中浸泡2h除去电极表面残留的乙醇和“OP”乳化剂。红外箱中80℃保温2h，即制得碳纳米管电极，其最终尺寸：底面积×高＝1.0cm2×5mm。
将制备好的阴极电极为阴极，铂片为阳极，以硫酸钾为支持电解质，制得电Fenton体系。
工作时，孔雀绿染料废水的添加量为5g/L，电Fenton体系外加电压为4V；硫酸调节pH为3.5，亚铁离子的添加量为2.0mmol/L；紫外光为外照式，采用光源为汞弧灯，废水处理在室温搅拌下进行。
分别进行(a)紫外光光催化、(b)电Fenton体系(不加光，通电，搅拌)和(c)紫外光协同电Fenton体系(紫外光辐照，通电，搅拌)，降解动力学曲线见图2。
图2的结果表明，(a)在120min内对孔雀绿染料废水的去除率为29.6％，达到90％的去除率需要约400min；(b)在120min内对罗丹明B染料废水的去除率为41.8％，达到90％的去除率需要约300min；(c)在120min内对罗丹明B染料废水的去除率为98.5％。
可以看出，对孔雀绿染料废水，紫外光协同电Fenton体系大大提高了去除效率，能够在短时间内达到95％以上的去除率。
实施例3：紫外光协同电Fenton体系No.3的制备及其应用
称取8.5g碳纳米管，加入0.1mL“OP”乳化剂(购自江苏省海安石油化工厂)、2.5mL无水乙醇和1.0g聚四氟乙烯，超声使分散均匀，直至混合物形成凝聚状膏体，将膏体碾压成约为2mm的膜，附着在不锈钢网上，在30MPa压力下压制得电极，于丙酮溶液中浸泡2h除去电极表面残留的乙醇和“OP”乳化剂。红外箱中80℃保温2h，即制成石墨电极，其最终尺寸：底面积×高＝1.0cm2×4mm。
将制备好的阴极电极为阴极，铂片为阳极，以硫酸钾为支持电解质，制得电Fenton体系。
工作时，孔雀绿染料废水的添加量为5g/L，电Fenton体系外加电压为5V；硫酸调节pH为3.0，亚铁离子的添加量为2.0mmol/L；紫外光为外照式，采用光源为汞弧灯，废水处理在室温搅拌下进行。
分别进行(a)紫外光光催化、(b)电Fenton体系(不加光，通电，搅拌)和(c)紫外光协同电Fenton体系(紫外光辐照，通电，搅拌)，降解动力学曲线见图3。
图3的结果表明，(a)在80min内对孔雀绿染料废水的去除率为25.3％，达到90％的去除率需要约400min；(b)在120min内对罗丹明B染料废水的去除率为61.4％，达到90％的去除率需要约230min；(c)在120min内对罗丹明B染料废水的去除率为98.8％。
可以看出，对孔雀绿染料废水，紫外光协同电Fenton体系大大提高了去除效率，能够在短时间内达到95％以上的去除率。
因此，紫外光一方面可以光催化降解有机污染物，另一方面可以促进电Fenton体系产生的H2O2转化为强氧化锌的羟基自由基(·OH)，提高电Fenton体系的污水处理效率，具有明显协同作用。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (16)

1.一种紫外光协同电Fenton体系降解待处理的含有污染物的废液的方法，其特征在于，在紫外光条件下，在紫外光协同电Fenton体系中，对待处理的含有污染物的废液进行降解；
并且，所述的紫外光协同电Fenton体系包括：紫外光发生装置、阴极电极、惰性阳极和电解质溶液，其中，所述阴极电极含有(a)聚四氟乙烯，和(b)石墨和/或碳纳米管；且所述(b)石墨和/或碳纳米管与(a)聚四氟乙烯的质量比为100:1-1:1；且所述的惰性阳极为铂电极；
且所述的阴极电极通过如下步骤制备：取一定量的碳纳米管，聚四氟乙烯，OP乳化剂和C1-C3醇溶剂混合形成膏体，将所述膏体碾压成膜状，附着在金属网上，在液压机上进行压制，制得阴极电极；
且所述含有污染物的废液为含有选自下组的有机染料的废水：罗丹明B、孔雀绿、橙Ⅱ、或其组合。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(b)石墨和/或碳纳米管与(a)聚四氟乙烯的质量比为50:1-3:1。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(b)石墨和/或碳纳米管与(a)聚四氟乙烯的质量比为25:1-10:1。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管比表面积为50-500m2/g。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管比表面积为100-300m2/g。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质溶液为硫酸盐溶液。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质溶液为硫酸钠溶液、硫酸钾溶液、硫酸铵溶液、或其组合。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外光发生装置照射到所述紫外光协同电Fenton体系的紫外光强度为10-100μw/cm2。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外光发生装置照射到所述紫外光协同电Fenton体系的紫外光强度为20-80μw/cm2。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外光发生装置照射到所述紫外光协同电Fenton体系的紫外光强度为30-60μw/cm2。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有污染物的废液选自下组：染料废水、制药废水、生活污水、或其组合。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性阳极电极和阴极电极之间的电压为2-10V/cm。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性阳极电极和阴极电极之间的电压为3-6V/cm。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)制备所述阴极电极，其中所述阴极电极含有(a)聚四氟乙烯，和(b)石墨和/或碳纳米管；
(2)将步骤(1)制得的阴极电极与惰性阳极以及电解质溶液组成Fenton体系，同时施加一定电压和紫外光辐照。
15.一种污染物处理装置，其特征在于，所述装置包括：紫外光协同电Fenton体系，所述紫外光协同电Fenton体系包括：紫外光发生装置、阴极电极、惰性阳极和电解质溶液，其中，所述阴极电极含有(a)聚四氟乙烯，和(b)石墨和/或碳纳米管；且所述的惰性阳极为铂电极；
且所述的阴极电极通过如下步骤制备：取一定量的碳纳米管，聚四氟乙烯，OP乳化剂和C1-C3醇溶剂混合形成膏体，将所述膏体碾压成膜状，附着在金属网上，在液压机上进行压制，制得阴极电极。
16.一种用权利要求15所述的装置的用途，其特征在于，所述污染物处理装置通过如权利要求1所述的方法，降解待处理的含有污染物的废液。
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