CN113880222A - 一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，具体涉及有机污染物处理领域。所述方法包括电气石粉末的制备和有机物废水的处理。本发明采用源丰富、价格低廉、无毒无害、循环稳定性好的天然锂电气石与过氧化氢协同降解酸性有机废水，产生了具有强氧化性的羟基自由基，成功降解了有机污染物。天然锂电气石使用方法简单，简化了催化工艺，降低了成本，使酸性有机废水的降解过程变得更加绿色环保。为利用电气石的热释电性来更加安全有效降解有机污染物提供了实例。
Description
技术领域
本发明涉及有机污染物处理领域，具体涉及一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法。
背景技术
高级氧化技术作为水处理的重要方法在生产中得到了广泛的应用。目前的高级氧化技术主要有芬顿氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法等。芬顿氧化法具有反应条件温和、操作简单、适用范围广等优点，然而芬顿氧化法所使用的催化剂会在水中引入重金属离子，并随之产生大量污泥，因此限制了其应用性；光催化氧化法氧化能力强、适用范围广，但是氧化不彻底、对光的利用率低；臭氧氧化法氧化能力强、反应速度快、操作简单、无污染，但是臭氧产率低、成本价格高；超声氧化法反应温和、效率高、对环境无污染，但是能耗大、成本较高；湿式氧化法适用范围广、处理效果好、无污染，但是反应所需的温度、压力等条件要求较高；超临界水氧化法反应速率快、适用范围广、降解彻底，但反应条件较苛刻、对设备要求较高。
过氧化氢作为一种强氧化剂，可以产生羟基自由基，实现无选择性的氧化无机物和有机物，实现降解污染物的目的。然而目前单独使用过氧化氢作为氧化剂存在效率低、成本高等问题。
发明内容
为此，本发明提供一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，以解决现有有机废水处理后产生大量的污泥、氧化不彻底、成本高、对设备要求高等问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的提供的一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一，电气石粉末的制备
将电气石，经过机械研磨、筛分后，得到一定粒径分布的电气石粉末；
步骤二，有机物废水的处理
向有机废水中加入强酸，调节pH值后，加入步骤一得到的电气石粉末，搅拌，加入过氧化氢，水浴加热反应后，即为对有机废水的处理。
进一步的，所述电气石为天然锂电气石。
进一步的，所述一定粒径分布的电气石粉末气石粉末的粒径范围小于100μm。
进一步的，所述强酸为盐酸和/或硫酸。
进一步的，所述调节pH值范围为1-4。
进一步的，若有机废水的pH值低于1，则采用氢氧化钠调节pH至1-4。
进一步的，所述过氧化氢为30％工业过氧化氢。
进一步的，所述有机废水中含有罗丹明B、甲基橙和乙基紫中的一种或几种。
进一步的，所述水浴加热的温度为30-80℃。
进一步的，所述有机废水处理的过程中，电气石浓度、过氧化氢浓度和有机废水中含有的有机物浓度分别为为1-10g/L、1-10mL/L和1-100mg/L。
本发明具有如下优点：
本发明采用源丰富、价格低廉、无毒无害、循环稳定性好的天然锂电气石与过氧化氢协同降解酸性有机废水，产生了具有强氧化性的羟基自由基，成功降解了有机污染物。天然锂电气石使用方法简单，简化了催化工艺，降低了成本，使酸性有机废水的降解过程变得更加绿色环保。为利用电气石的热释电性来更加安全有效降解有机污染物提供了实例。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明提供的一种锂电气石与过氧化氢协同降解罗丹明B的紫外吸收光谱图；其中，A为未经处理的溶液的紫外吸收光谱；B为反应10分钟后溶液的紫外吸收光谱；C为反应20分钟后溶液的紫外吸收光谱；D为反应30分钟后溶液的紫外吸收光谱；
图2为本发明提供的一种羟基自由基捕获荧光光谱图；其中，A为未经处理的溶液的荧光光谱；B为反应30分钟后溶液的荧光光谱；
图3为本发明提供的一种锂电气石的循环效率图，其中，A为循环次数中的1次；B为循环次数中的2次；C为循环次数中的3次。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法
配置1000mL浓度为100mg/L的罗丹明B水溶液，取100mL罗丹明B水溶液放置到250mL烧杯中，利用过氧化氢和盐酸调节溶液pH＝1-4，加入0.6g锂电气石粉末，磁力搅拌反应1小时，建立锂电气石和罗丹明B溶液之间的吸附解吸平衡，加入0.7mL过氧化氢，放入水浴锅中加热，设置温度30-80℃。30分钟后，罗丹明B降解效率可达99.9％，锂电气石与过氧化氢协同降解罗丹明B的紫外吸收光谱图见图1所示；羟基自由基捕获荧光光谱图见图2所示；锂电气石的循环效率图见图3所示。由此可见，本发明得锂电气石粉末可以实现多次循环利用。
实施例2一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法
配置1000mL浓度为100mg/L的罗丹明B水溶液，取100mL罗丹明B水溶液放置到250mL烧杯中，利用过氧化氢和硫酸调节溶液pH＝1-4，加入0.6g锂电气石粉末，磁力搅拌反应1小时，建立锂电气石和罗丹明B溶液之间的吸附解吸平衡，加入0.7mL过氧化氢，放入水浴锅中加热，设置温度30-80℃。30分钟后，罗丹明B降解效率可达99.9％。
实施例3一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法
配置1000mL浓度为100mg/L的乙基紫和甲基橙(乙基紫：甲基橙质量比为1：1)混合水溶液，取100mL乙基紫和甲基橙混合水溶液放置到250mL烧杯中，利用过氧化氢和盐酸调节溶液pH＝1-4，加入0.6g锂电气石粉末，磁力搅拌反应1小时，建立锂电气石与乙基紫和甲基橙混合溶液之间的吸附解吸平衡，加入0.7mL过氧化氢，放入水浴锅中加热，设置温度30-80℃。30分钟后，乙基紫和甲基橙混合溶液降解效率可达99.9％。
实施例4一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法
配置1000mL浓度为100mg/L的甲基橙水溶液，取100mL甲基橙水溶液放置到250mL烧杯中，利用过氧化氢和盐酸调节溶液pH＝1-4，加入0.6g锂电气石粉末，磁力搅拌反应1小时，建立锂电气石和甲基橙溶液之间的吸附解吸平衡，加入0.7mL过氧化氢，放入水浴锅中加热，设置温度30-80℃。30分钟后，甲基橙降解效率可达99.9％。
实施例5一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法
配置1000mL浓度为100mg/L的乙基紫水溶液，取100mL乙基紫水溶液放置到250mL烧杯中，利用过氧化氢和硫酸调节溶液pH＝1-4，加入0.6g锂电气石粉末，磁力搅拌反应1小时，建立锂电气石和乙基紫溶液之间的吸附解吸平衡，加入0.7mL过氧化氢，放入水浴锅中加热，设置温度30-80℃。30分钟后，乙基紫降解效率可达99.9％。
实施例6一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法
配置1000mL浓度为100mg/L的乙基紫和罗丹明B(乙基紫：罗丹明B的质量比为1：1)混合水溶液，取100mL乙基紫和罗丹明B混合水溶液放置到250mL烧杯中，利用过氧化氢和硫酸调节溶液pH＝1-4，加入0.6g锂电气石粉末，磁力搅拌反应1小时，建立锂电气石与乙基紫和罗丹明B混合溶液之间的吸附解吸平衡，加入0.7mL过氧化氢，放入水浴锅中加热，设置温度30-80℃。30分钟后，乙基紫和罗丹明B混合溶液降解效率可达99.9％。
实施例7一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法
配置1000mL浓度为100mg/L的乙基紫、罗丹明B和甲基橙(乙基紫：罗丹明B：甲基橙的质量比为1：1：1)混合水溶液，取100mL混合水溶液放置到250mL烧杯中，利用过氧化氢和硫酸调节溶液pH＝1-4，加入0.6g锂电气石粉末，磁力搅拌反应1小时，建立锂电气石与三者混合溶液之间的吸附解吸平衡，加入0.7mL过氧化氢，放入水浴锅中加热，设置温度30-80℃。30分钟后，乙基紫、罗丹明B和甲基橙混合溶液降解效率可达99.9％。
由此可见，本发明的基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，降解有机质的能力高，降解的更彻底，方法简单，价格更低。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一，电气石粉末的制备
将电气石，经过机械研磨、筛分后，得到一定粒径分布的电气石粉末；
步骤二，有机物废水的处理
向有机废水中加入过氧化氢和强酸，调节pH值后，加入步骤一得到的电气石粉末，搅拌，加入过氧化氢，水浴加热反应后，即为对有机废水的处理。
2.根据权利要求1所述一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，其特征在于，所述电气石为天然锂电气石。
3.根据权利要求1所述一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，其特征在于，所述一定粒径分布的电气石粉末气石粉末的粒径范围小于100μm。
4.根据权利要求1所述一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，其特征在于，所述强酸为盐酸和/或硫酸。
5.根据权利要求1所述一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，其特征在于，所述调节pH值范围为1-4。
6.根据权利要求1所述一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，其特征在于，所述过氧化氢为30％工业过氧化氢。
7.根据权利要求1所述一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，其特征在于，所述有机废水中含有的可降解有机物为罗丹明B、甲基橙和乙基紫中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，其特征在于，所述水浴加热的温度为30-80℃。
9.根据权利要求1所述一种基于天然电气石协同过氧化氢降解有机废水的方法，其特征在于，所述有机废水处理的过程中，电气石浓度、过氧化氢浓度和有机废水中含有的有机物浓度分别为1-10g/L、1-10mL/L和1-100mg/L。
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