CN111533360A - 一种含铬废水的处理方法 - Google Patents
一种含铬废水的处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111533360A CN111533360A CN202010387232.2A CN202010387232A CN111533360A CN 111533360 A CN111533360 A CN 111533360A CN 202010387232 A CN202010387232 A CN 202010387232A CN 111533360 A CN111533360 A CN 111533360A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- wastewater
- magnetic composite
- chromium
- hexavalent chromium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 37
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 16
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- 229910002902 BiFeO3 Inorganic materials 0.000 claims description 19
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 9
- 240000008564 Boehmeria nivea Species 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical group [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 2
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 4-methoxypyridine-2-carboxylate;chloride Chemical compound Cl.COC(=O)C1=CC(OC)=CC=N1 RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28009—Magnetic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/843—Arsenic, antimony or bismuth
- B01J23/8437—Bismuth
-
- B01J35/33—
-
- B01J35/39—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
- B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
- B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
- B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
- B01J2220/485—Plants or land vegetals, e.g. cereals, wheat, corn, rice, sphagnum, peat moss
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/488—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields for separation of magnetic materials, e.g. magnetic flocculation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
- C02F2101/22—Chromium or chromium compounds, e.g. chromates
Abstract
本发明公开了一种含铬废水的处理方法，包括如下步骤：步骤一)、取六价铬废水并调节pH值为1.0～7.0；步骤二)、向六价铬废水中加入磁性复合材料得到混合溶液，磁性复合材料与六价铬废水的质量体积比为0.1～10：1000g/ml；步骤三)、混合溶液加入转速为100rpm～300rpm的恒温振荡器，并处于光催化反应器的光照下反应0.5～24h，并控制反应温度为10℃～50℃；然后将磁性复合材料利用磁铁从混合溶液中分离，完成对六价铬废水中六价铬的去除。本发明首针对目前植物修复后废弃红麻生物质的资源化利用及六价铬污染公开了一种安全、经济、高效的含铬废水处理方法。
Description
技术领域
本发明属于功能材料领域，涉及土壤重金属镉污染修复后的红麻废弃生物质在废水处理领域中的资源化应用，尤其涉及一种磁性生物炭复合材料在处理重金属废水中的应用。
背景技术
重金属污染是当今较为严重的污染问题。近年来，植物修复技术每年产生的废弃生物质，传统的焚烧、填埋等技术，可能会使得重金属重新进入环境，造成二次污染的发生。因此，开发废弃生物质的资源化利用途径具有重要的现实意义。
生物炭是一种很有前途的吸收各种化学污染物的吸附剂，生物炭在某些情况下可以像活性炭一样有效，但成本要低得多。首先，生物炭的高有机碳(OC)含量和大表面积(SA)通过疏水分区和孔隙填充为农药提供了丰富的吸附位点。此外，它们的芳香性、表面官能团和负表面电荷可能通过特定的相互作用增强对农药的吸附。
目前，TiO2因具有氧化能力强、催化活性高、性质稳定、价廉无毒等特点，被广泛应用于废水处理、空气净化、杀菌自洁等方面。但是，由于TiO2的禁带宽度为3.2eV，对可见光的利用效率低。铁酸铋(BiFeO3)是一种新型的窄带隙半导体，在受到波长小于等于610nm的可见光照射时，价带电子将被激发，产生具有高活性的光生空穴和光生电子，因此具有较强的反应活性，其本身具有磁性，还易于回收和多次重复使用，因此在可见光催化方面具有广泛的应用前景。而生物炭作为生物质热解后的产物，其自身是一种良好的吸附剂被广泛的应用于废水处理。因此，利用植物修复后的废弃生物质制备生物炭与铁酸铋的复合材料，可为废弃生物质的资源化利用提供新的思路。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种含铬废水的处理方法。本发明首针对目前植物修复后废弃富镉红麻生物质的资源化利用及六价铬污染公开了一种安全、经济、高效的含铬废水处理方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方如下：
一种含铬废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤一)、取六价铬废水并调节pH值为1.0～7.0；
步骤二)、向六价铬废水中加入磁性复合材料得到混合溶液，磁性复合材料与六价铬废水的质量体积比为0.1～10：1000g/ml；
步骤三)、混合溶液加入转速为100rpm～300rpm的恒温振荡器，并处于光催化反应器的光照下反应0.5～24h，并控制反应温度为10℃～50℃；然后将磁性复合材料利用磁铁从混合溶液中分离，完成对六价铬废水中六价铬的去除。
进一步的改进，所述步骤一)中pH值为2.0～6.0；步骤三)中，恒温振荡器内的反应时间为1h～8h，反应温度为30～40℃。
进一步的改进，所述pH值为2.0。
进一步的改进，所述光催化反应器为氙灯，光电流设置为15A。
进一步的改进，所述磁性复合材料为BiFeO3/生物炭磁性复合材料，BiFeO3/生物炭磁性复合材料的制作方法如下：
步骤一、采集富镉红麻生物质，取富镉红麻生物质去皮后的茎，清洗、干燥，然后粉碎得到粉末产物；
步骤二、将粉末产物浸泡在0.05-0.2mol/L的NaOH溶液中，70-90℃水浴加热搅拌5-30min，然后加入浓度为0.15-0.2mol/L的Bi(NO3)3溶液和浓度为0.15-0.2mol/L的Fe(NO3)3溶液，80-90℃下水浴加热并搅拌1-60分钟，然后调节pH到7.0-7.5后得到混合液，混合液烘干得到BiFeO3/红麻生物质耦合材料；其中粉末产物与NaOH溶液的质量体积比为10-50：500-1000g/ml；NaOH溶液、Bi(NO3)3溶液和Fe(NO3)3溶液的体积比为500-1000：100-250：100-250；
步骤三、取BiFeO3/红麻生物质耦合材料，在真空管式炉内以50-200mL/min的流速通入氮气，以5-10℃/min的速度升高温度至300-500℃后保持温度热解1-5h，然后继续保持氮气流通条件下冷却至室温得到热解后产物，热解后的产物过50-200目筛子，制得BiFeO3/生物炭磁性复合材料。
进一步的改进，所富镉红麻生物质通过吸附土壤中的镉得到。
进一步的改进，所述步骤一中，所述红麻生物质去皮后的茎，清洗、干燥，然后粉碎过直径为0.1-3.0mm的筛子到粉末产物。
进一步的改进，所述步骤二中，搅拌速度为200-350rpm。
进一步的改进，所述步骤二中，混合液在70-110℃下烘干得到BiFeO3/红麻生物质耦合材料。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.采用磁性复合材料处于含铬废水，吸附性好，且容易将处理后废水与吸附铬的复合材料快速分离回收；
2.本发明使用的BiFeO3/生物炭磁性复合材料，其原料成本低，经济性好，主要原料为土壤重金属镉污染植物修复后的红麻生物质，而氢氧化钠和硝酸铋、硝酸铁为常用的化工材料。
3.富镉红麻生物质中的镉在材料制备过程中，通过反应条件的控制，镉转化为具备光催化性能的CdS与CdO形态。
4.将BiFeO3/生物炭磁性复合材料直接加入反应器中进行吸附反应，整个工艺过程简单而容易操作，因为经过铁酸铋改性的生物炭具有磁性，因此要将耦合材料分离出来再利用也是便利的。
5.本发明的方法能对含有六价铬的废水实施有效处理，为重金属废水的处理提供的新的途径。
附图说明
图1为本发明实施例1的BiFeO3生物炭磁性复合材料对不同初始浓度六价铬的去除变化曲线图；
图2是本发明实施例2的BiFeO3生物炭磁性复合材料在不同pH值条件下对废水中六价铬的吸附变化曲线图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明做进一步详细说明
实施例1：
本发明具体包括如下步骤：
1.BiFeO3/生物炭磁性复合材料的制备
在温度为25℃的光照培养室中开展土壤镉污染修复盆栽实验，取已钝化一年的富镉土壤分装到实底花盆中，其中土壤中的镉浓度为20mg/L，红麻通过种子播种，第一次播种后浇湿表层土壤，待出苗后，打开光源，控制光强为4000LX，待含水量低于12％，浇透土壤，培养3个月后，采集富镉红麻生物质，取去皮后的茎，清洗，在烘箱内以85℃干燥，剪碎后用粉碎机粉碎，过1.5mm筛子，取20g过筛的红麻生物质粉末并浸泡于500ml的浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中，在90℃水浴加热搅拌5分钟。取0.15mol/L的Bi(NO3)3和Fe(NO3)3各取250ml并在三口烧瓶内混合，加入先前的NaOH和红麻粉末的混合液。在90℃下水浴加热，以350rpm搅拌30分钟。完成后将混合液从三颈烧瓶中倒出，调节pH到7.5。将混合液置于烘箱内以85℃烘干，制得BiFeO3/红麻生物质耦合材料。
将制得的BiFeO3/红麻生物质耦合材料置于真空管式炉内以100ml/min的流速通入氮气，以5℃/min的速度升高温度至350℃，温度升到指定温度后保持温度，热解3h后得到的产物在继续保持氮气流通条件下冷却至室温。热解后的产物过200目筛子，制得BiFeO3/生物炭磁性复合材料。
2.对六价铬废水的处理
配置浓度5、10、20，40mg/L的六价铬废水，用硝酸或者氢氧化钠调节pH值为2。将上述方法制得的BiFeO3/生物炭磁性复合材料添加到六价铬废水中。每升废水添加的BiFeO3/生物炭磁性复合材料为1.0g。将以上反应系统置于氙灯下，光电流设置为15A，150rpm/min磁力搅拌废水。光催化5小时候利用磁铁将BiFeO3/生物炭磁性复合材料从溶液中分离，完成对六价铬废水的处理。溶液中剩余的六价铬离子的浓度使用紫外分光光度法进行测定。计算的六价铬去除率结果见图1。由图1可知，BiFeO3/生物炭磁性复合材料对六价铬的去除率随着初始浓度的升高而降低，主要原因可能是BiFeO3/生物炭磁性复合材料的吸附位点及产生的光催化活性物质有限。
利用BiFeO3/生物炭磁性复合材料去除废水中六价铬的方法，包括以下步骤：
1.BiFeO3/生物炭磁性复合材料的制备
本步骤与实施例1的步骤1相同。
2.对六价铬废水进行处理
取上述方法制得的复合材料0.01g、0.02g、0.03g、0.04g、005g分别添加到pH值为2的200mL六价铬废水中，六价铬离子的初始浓度为10mg/L。将以上反应系统置于光催化氙灯下，搅拌并启动氙灯，氙灯光源电流设置为15A，光催化5小时后利用磁铁将BiFeO3/生物炭磁性复合材料从溶液中分离，完成对六价铬废水的去除。溶液中剩余的六价铬离子的浓度使用紫外分光光度法进行测定，实验结果如图2所示。实验数据显示，当BiFeO3/生物炭磁性复合材料的投加量越大时，对溶液中六价铬的去除能力越强。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，与本发明构思无实质性差异的各种工艺方案均在本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种含铬废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一)、取六价铬废水并调节pH值为1.0～7.0；
步骤二)、向六价铬废水中加入磁性复合材料得到混合溶液，磁性复合材料与六价铬废水的质量体积比为0.1～10：1000g/ml；
步骤三)、混合溶液加入转速为100rpm～300rpm的恒温振荡器，并处于光催化反应器的光照下反应0.5～24h，并控制反应温度为10℃～50℃；然后将磁性复合材料利用磁铁从混合溶液中分离，完成对六价铬废水中六价铬的去除。
2.如权利要求1所述的含铬废水的处理方法，其特征在于，所述步骤一)中pH值为2.0～6.0；步骤三)中，恒温振荡器内的反应时间为1h～8h，反应温度为30～40℃。
3.如权利要求2所述的含铬废水的处理方法，其特征在于，所述pH值为2.0。
4.如权利要求1所述的含铬废水的处理方法，其特征在于，所述光催化反应器为氙灯，光电流设置为15A。
5.如权利要求1所述的含铬废水的处理方法，其特征在于，所述磁性复合材料为BiFeO3/生物炭磁性复合材料，BiFeO3/生物炭磁性复合材料的制作方法如下：
步骤一、采集富镉红麻生物质，取富镉红麻生物质去皮后的茎，清洗、干燥，然后粉碎得到粉末产物；
步骤二、将粉末产物浸泡在0.05-0.2mol/L的NaOH溶液中，70-90℃水浴加热搅拌5-30min，然后加入浓度为0.15-0.2mol/L的Bi(NO3)3溶液和浓度为0.15-0.2mol/L的Fe(NO3)3溶液，80-90℃下水浴加热并搅拌1-60分钟，然后调节pH到7.0-7.5后得到混合液，混合液烘干得到BiFeO3/红麻生物质耦合材料；其中粉末产物与NaOH溶液的质量体积比为10-50：500-1000g/ml；NaOH溶液、Bi(NO3)3溶液和Fe(NO3)3溶液的体积比为500-1000：100-250：100-250；
步骤三、取BiFeO3/红麻生物质耦合材料，在真空管式炉内以50-200mL/min的流速通入氮气，以5-10℃/min的速度升高温度至300-500℃后保持温度热解1-5h，然后继续保持氮气流通条件下冷却至室温得到热解后产物，热解后的产物过50-200目筛子，制得BiFeO3/生物炭磁性复合材料。
6.如权利要求5所述的含铬废水的处理方法，其特征在于，所富镉红麻生物质通过吸附土壤中的镉得到。
7.如权利要求5所述的含铬废水的处理方法，其特征在于，所述步骤一中，所述红麻生物质去皮后的茎，清洗、干燥，然后粉碎过直径为0.1-3.0mm的筛子到粉末产物。
8.如权利要求5所述的含铬废水的处理方法，其特征在于，所述步骤二中，搅拌速度为200-350rpm。
9.如权利要求5所述的含铬废水的处理方法，其特征在于，所述步骤二中，混合液在70-110℃下烘干得到BiFeO3/红麻生物质耦合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010387232.2A CN111533360A (zh) | 2020-05-09 | 2020-05-09 | 一种含铬废水的处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010387232.2A CN111533360A (zh) | 2020-05-09 | 2020-05-09 | 一种含铬废水的处理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111533360A true CN111533360A (zh) | 2020-08-14 |
Family
ID=71972337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010387232.2A Pending CN111533360A (zh) | 2020-05-09 | 2020-05-09 | 一种含铬废水的处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111533360A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113072128A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-06 | 南华大学 | 含Cr(VI)废水光化学处理装置和方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102626634A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-08-08 | 南京理工大学 | 铁酸铋-石墨烯复合磁性可见光催化剂、制备方法及应用 |
| EP3292909A1 (en) * | 2016-09-12 | 2018-03-14 | Repsol, S.A. | Catalyst comprising ferroelectric substrate for reduction of nitrogen oxides |
| CN108311117A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-07-24 | 中南林业科技大学 | 一种用于重金属废水处理的磁性生物炭材料及其制备方法 |
| CN109794262A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 福建农林大学 | 一种利用镉超富集植物制备光催化材料的方法及应用 |
-
2020
- 2020-05-09 CN CN202010387232.2A patent/CN111533360A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102626634A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-08-08 | 南京理工大学 | 铁酸铋-石墨烯复合磁性可见光催化剂、制备方法及应用 |
| EP3292909A1 (en) * | 2016-09-12 | 2018-03-14 | Repsol, S.A. | Catalyst comprising ferroelectric substrate for reduction of nitrogen oxides |
| CN108311117A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-07-24 | 中南林业科技大学 | 一种用于重金属废水处理的磁性生物炭材料及其制备方法 |
| CN109794262A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 福建农林大学 | 一种利用镉超富集植物制备光催化材料的方法及应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李永平: "铁酸铋纳米材料化学合成、表征及其光电转换与光催化特性", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113072128A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-06 | 南华大学 | 含Cr(VI)废水光化学处理装置和方法 |
| CN113072128B (zh) * | 2021-04-08 | 2022-07-08 | 南华大学 | 含Cr(VI)废水光化学处理装置和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111013590B (zh) | 生物炭负载四氧化三钴催化材料的制备方法 | |
| CN109225132B (zh) | 生物炭基载硅吸附剂及其制备方法与应用 | |
| CN108993475B (zh) | 一种三元复合材料非均相光Fenton催化剂及其制备和应用 | |
| CN111604082A (zh) | 一种载铁生物炭的制备方法、产品及其应用 | |
| Zhang et al. | High-density dispersion of CuNx sites for H2O2 activation toward enhanced Photo-Fenton performance in antibiotic contaminant degradation | |
| CN108503015A (zh) | 一种污泥热解制备光Fenton催化剂的方法及催化剂和应用 | |
| CN112194236A (zh) | 一种利用生物炭-氧化铜复合材料活化过一硫酸盐处理含盐难降解废水的方法 | |
| CN110756163A (zh) | 一种纳米CoFe2O4/碳纤维毡复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN105478121B (zh) | 一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法 | |
| CN111410237B (zh) | 一种废弃污染生物质资源化利用的方法 | |
| CN112337490A (zh) | 一种Mn-FeOCl材料制备及其催化降解水中孔雀石绿使用方法 | |
| Liang et al. | Degradation of chlorine dioxide bleaching wastewater and response of bacterial community in the intimately coupled system of visible-light photocatalysis and biodegradation | |
| CN113371941A (zh) | 一种微生物炭载金属氨氮氧化臭氧催化剂在降解高浓度氨氮废水中的应用 | |
| CN111659453B (zh) | 一种可见光-臭氧协同催化的催化剂及其制备方法 | |
| CN110787835A (zh) | 一种花生壳三聚氰胺生物炭复合材料的制备方法 | |
| CN111974404A (zh) | 光助BiFe1-xCuxO3活化过一硫酸盐处理水体残留环丙沙星的方法 | |
| CN106673121A (zh) | 一种光催化法净化污水中四环素的方法 | |
| CN114516672A (zh) | 一种铁氮共掺杂生物炭活化过氧化钙去除水中有机污染物及重金属的方法 | |
| CN111533360A (zh) | 一种含铬废水的处理方法 | |
| CN107128912A (zh) | 一种负载离子液体的中药渣活性炭的制备方法 | |
| CN113019417A (zh) | 一种B掺杂的g-C3N4/BiVO4光催化剂及其制备与应用 | |
| CN109896574B (zh) | 一种碳铁氧体-氧化钛多功能净水材料及其制备方法 | |
| CN114950494B (zh) | 一种催化降解四环素的光催化材料及其制备方法 | |
| Kumar et al. | Experimental study of adsorption efficiency of methylene blue dye by using banana leaf biochar as an adsorbent | |
| CN114377716A (zh) | 一种氧掺杂氮化碳材料的制备及用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200814 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |