CN115571968B - 一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用Co2+催化PMS去除废水中2‑氯苯酚的方法，包括以下步骤：S1：配制PMS溶液备用，并制取钴基活化剂；S2：将PMS溶液投加至废水中，形成每100mol/L的2‑氯苯酚废水中含有1.5～3mmol/L的PMS的反应体系，随后调节反应体系pH值至6.5～6.9；S3：在室温下，按照钴基活化剂与PMS质量比的5～7：11选取钴基活化剂，随后将钴基活化剂按百分含量计，每5min向反应体系中投入质量分数3～5％的钴基活化剂，钴基活化剂全部投加后再处理0.5～1h，完成对废水中2‑氯苯酚的去除。本发明方法可提高对氯酚类污染有机废水的净化处理效果，并且操作简便，中间产物更少。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体是涉及一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法。
背景技术
水污染是环境污染的重要方面，而有机污染是当前水污染的一个重要特点。有机污染物有一定的生物积累性和毒性，以及致畸、致癌、致突变作用，对人类和生物威胁极大，并且这类污染范围广，排放量大，种类复杂，因此治理异常困难。氯酚类物质和偶氮染料都是常见的有机污染物，常见于造纸、印染、纺织等工业生产，对环境产生巨大危害。
氯酚类物质(如，2-氯苯酚)具有较强的毒性，也具有明显的“三致”效应，同时也是一种环境内分泌干扰物，氯酚类物质的大量应用使得它广泛存在于河流、土壤等生态系统中，甚至在城市饮用水中也存在，造成了严重的环境问题。
目前常见的氯酚类污染物去除方法大致可分为：使用活性炭等吸附剂吸附的物理方法，通过筛选、驯化微生物来降解氯酚类污染物的生物方法，以及采用还原或氧化的方式降解氯酚类化合物的化学方法三种；但是，以上几种方法对于氯酚类物质的去除效率有限，因此，现需要一种新型的去除废水中2-氯苯酚的方法来提高氯酚类物质的去除效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法。
本发明的技术方案是：一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法，包括以下步骤：
S1：配制PMS溶液备用，并制备钴基活化剂；
S2：将PMS溶液投加至废水中，形成每100mol/L的2-氯苯酚废水中含有1.5～3mmol/L的PMS的反应体系，随后调节反应体系pH值至6.5～6.9；
S3：在室温下，按照钴基活化剂与PMS质量比的5～7：11取钴基活化剂，随后将钴基活化剂按百分含量计，每5min向反应体系中投入质量分数3～5％的钴基活化剂，钴基活化剂全部投加后再处理0.5～1h，完成对废水中2-氯苯酚的去除。
进一步地，所述调节反应体系的pH值方法为：使用1.0mol/L的H2SO4溶液、NaOH溶液调节反应体系的pH值。
说明：采用上述摩尔浓度的H2SO4溶液、NaOH溶液进行反应体系的pH值调节，能够较为精确的调控反应体系的酸碱度，从而为后续加入钴基活化剂对PMS进行催化提供良好的反应环境。
进一步地，所述PMS溶液的摩尔浓度为50.0mmol/L。
说明：由于PMS的添加量很难精确控制，因此，通过调配上述PMS溶液，便于控制反应体系中PMS的摩尔浓度。
进一步地，所述制取钴基活化剂的方法为：
1)将秸秆使用质量分数为15％的稀盐酸浸泡处理10～18h，随后使用去离子水冲洗数次，干燥后得到基体；
2)配制硝酸钴溶液和磷酸铵溶液，备用；其中，硝酸钴溶液与磷酸铵溶液的摩尔比为4：5～7；
3)配制过渡溶液，备用；其中，所述过渡溶液由去离子水以及六偏磷酸钠混合而成，所述过渡溶液中六偏磷酸钠的质量分数为3.5～7.3％；
4)将磷酸铵溶液、硝酸钴溶液以及过渡溶液分装至反应装置的对应反应皿中，并将基体装至反应装置的网仓中，使磷酸铵溶液加热至110～130℃，硝酸钴溶液加热至50～80℃，并控制过渡溶液的温度在18～25℃；
5)通过网仓的移动，将基体置于硝酸钴溶液中浸润2～5s后，转移至磷酸铵溶液中浸泡处理2～5min，随后再将基体投入过渡溶液中浸润10～30s，在过渡溶液中浸润期间，调控硝酸钴溶液与磷酸铵溶液的摩尔比保持不变；
6)重复步骤5)，直至过渡溶液中磷酸铵的质量浓度＞10％后，将基体进行煅烧处理，冷却后得到钴基活化剂。
说明：通过利用秸秆与磷酸钴结合制成的钴基活化剂相较于直接添加硫酸钴等方式，其对PMS活化进行降解2-氯苯酚的效果显著提升；由于钴离子具有一定的毒性，采用钴基活化剂进行PMS催化降解废水中2-氯苯酚，还可有效削减对废水中直接引入钴离子的风险；
将磷酸铵溶液、硝酸钴溶液以及过渡溶液分装至反应装置中，使用差温迭次的方式在基体上堆叠负载磷酸钴以及一定量六偏磷酸钠，可进一步使基体上钴活性点位密集分布且高度分散，从而有效提高钴基活化剂对PMS催化降解废水中2-氯苯酚的去除效果，并且通过后续煅烧处理后，具有更加优异的催化性能和物化稳定性。
更进一步地，所述步骤1)中使用去离子水冲洗数次为：使稀盐酸浸泡后的秸秆冲洗直至无稀盐酸残留。
说明：防止基体上夹带Cl-而影响后续在磷酸铵溶液、硝酸钴溶液以及过渡溶液中的负载效果，保证所制备钴基活化剂的稳定性。
更进一步地，所述步骤6)中的煅烧处理为：将基体放置于煅烧炉中，在350～420℃下煅烧30～50min。
说明：采用上述煅烧处理参数对处理后的基体进行煅烧，可以获取物化性质更加稳定的钴基活化剂，并且通过对基体进行碳化处理可提高钴基活化剂后续对废水中Cl-的吸附效果，从而促进催化PMS降解废水中2-氯苯酚的去除效果。
更进一步地，所述步骤6)中的冷却方法为：在煅烧炉中以10～20℃/min冷却至室温。
说明：采用上述速率进行冷却，可以进一步增强所获取钴基活化剂的催化性能以及物化稳定性，从而提高钴基活化剂与PMS配合进行废水处理的效果。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所提供方法通过使用钴基活化剂活化过一硫酸盐降解邻氯苯酚，使废水中2-氯苯酚会降解为乙酸等小分子有机物并最终矿化，在实际应用中可提高对氯酚类污染有机废水的净化处理效果，并且该方法操作简便，中间产物更少。
(2)本发明所提供的钴基活化剂能够使钴活性点位高度分散于基体上，并通过磷酸钴以及六偏磷酸钠的作用，从而有效提高对PMS催化降解废水中2-氯苯酚的去除效果，具有更加优异的催化性能和物化稳定性。
附图说明
图1是本发明反应装置的外观示意图；
图2是本发明反应装置的内部结构示意图；
其中，1-壳体、2-盖体、3-反应皿、4-控温板、5-网仓、6-滑轨电机、7-滑轨、8-升降电机。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明，以更好地体现本发明的优势。
实施例1
一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法，包括以下步骤：
S1：使用去离子水配制摩尔浓度为50.0mmol/L的PMS溶液备用，并制备钴基活化剂；
S2：将PMS溶液投加至废水中，形成每100mol/L的2-氯苯酚废水中含有2.5mmol/L的PMS的反应体系，随后使用1.0mol/L的H2SO4溶液、NaOH溶液调节反应体系pH值至6.7；
S3：在室温下，按照钴基活化剂与PMS质量比的6：11选取钴基活化剂，
随后将钴基活化剂按百分含量计，每5min向反应体系中投入质量分数4％的钴基活化剂，钴基活化剂全部投加后再处理0.8h，完成对废水中2-氯苯酚的去除；
其中，所述制取钴基活化剂的方法为：
1)将秸秆使用质量分数为15％的稀盐酸浸泡处理16h，随后使用去离子水冲洗数次直至无稀盐酸残留，干燥后得到基体；
2)配制硝酸钴溶液和磷酸铵溶液，备用；其中，硝酸钴溶液与磷酸铵溶液的摩尔比为2：3；
3)配制过渡溶液，备用；其中，所述过渡溶液由去离子水以及六偏磷酸钠混合而成，所述过渡溶液中六偏磷酸钠的质量分数为5.4％；
4)将磷酸铵溶液、硝酸钴溶液以及过渡溶液分装至反应装置的对应反应皿中，并将基体装至反应装置的网仓中，使磷酸铵溶液加热至125℃，硝酸钴溶液加热至73℃，并控制过渡溶液的温度在21℃；
5)通过网仓的移动，将基体置于硝酸钴溶液中浸润4s后，转移至磷酸铵溶液中浸泡处理3min，随后再将基体投入过渡溶液中浸润25s，在过渡溶液中浸润期间，调控硝酸钴溶液与磷酸铵溶液的摩尔比保持不变；
6)重复步骤5)，直至过渡溶液中磷酸铵的质量浓度＞10％后，将基体取出置于煅烧炉中，在410℃下进行煅烧处理45min，随后煅烧炉中以15℃/min冷却至室温，得到钴基活化剂；
如图1、2所示，上述反应装置包括壳体1、用于盛放磷酸铵溶液的反应皿3、用于盛放硝酸钴溶液的反应皿3、盛放过渡溶液的反应皿3，各个反应皿3分别放置在壳体1内底面对应设置的控温板4上，并且在壳体1上设有盖体2，盖体2下底面设有滑轨电机6和滑轨7，滑轨电机6的输出轴上设有升降电机8，升降电机8的输出轴连接有所述网仓5；其中，上述滑轨电机6、升降电机8、控温板4均选用市售件或根据市售件进行外形调整适配安装在反应装置内；
同时，反应装置内设有用于分别向三个反应皿添加磷酸铵溶液、硝酸钴溶液或过渡溶液的导管(图中未示出)，并且每个反应皿3配设有用于检测磷酸铵溶液、硝酸钴溶液或过渡溶液物质的量浓度的市售液体浓度检测仪(图中未示出)。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S2中形成每100mol/L的2-氯苯酚废水中含有1.5mmol/L的PMS的反应体系。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S2中形成每100mol/L的2-氯苯酚废水中含有3mmol/L的PMS的反应体系。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S2中调节反应体系pH值至6.5。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S2中调节反应体系pH值至6.9。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S3中按照钴基活化剂与PMS质量比的5：11选取钴基活化剂。
实施例7
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S3中按照钴基活化剂与PMS质量比的7：11选取钴基活化剂。
实施例8
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S3中每5min向反应体系中投入质量分数3％的钴基活化剂。
实施例9
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S3中每5min向反应体系中投入质量分数5％的钴基活化剂。
实施例10
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S3中钴基活化剂全部投加后再处理0.5h，完成对废水中2-氯苯酚的去除。
实施例11
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤S3中步骤S3中钴基活化剂全部投加后再处理1h，完成对废水中2-氯苯酚的去除。
将实施例1-11方法进行2-氯苯酚有机废水处理，探究不同的处理方法对2-氯苯酚有机废水处理效果的影响，探究如下：
一、试剂与样本
1)试剂选用：2-氯苯酚购自Acros，过一硫酸氢钾(PMS)购自阿拉丁，并分别配置1.0mol/L的H2SO4溶液、NaOH溶液；使用去离子水、过一硫酸氢钾(PMS)配制50.0mmol/L的PMS溶液；
2)样本配制：使用2-氯苯酚以及本市自来水进行摩尔浓度100.0mol/L 2-氯苯酚废水的配制，获取若干组1L的2-氯苯酚废水作为实验样本。
二、实验方法
保持实验样本的温度在常温25℃下，以各实施例方法进行实验样本的2-氯苯酚去除，处理完成后分别测定各实验样本的2-氯苯酚浓度，并计算2-氯苯酚的去除率。
三、实验分组
1)探究不同PMS添加量对废水中2-氯苯酚去除效果的影响
以实施例1、2、3处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表1所示：
表1实施例1、2、3处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例2 | 5.9mol/L | 94.1％ |
| 实施例3 | 2.5mol/L | 97.5％ |
由表1结果对比可以看出，不同的PMS添加量对废水中2-氯苯酚的去除效果有一定的影响，其中以实施例3方法在60min去除2-氯苯酚的效果最优，但与此同时，通过实施例3与实施例1对比可以发现，在浓度由2.5mmol/L提升至3mmol/L后，其2-氯苯酚的去除率并没有较为明显的增加，考虑到PMS投加成本的因素，实施例1综合来看相对更优。
2)探究不同反应体系pH值对废水中2-氯苯酚去除效果的影响
实施例1、4、5处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表2所示：
表2实施例1、4、5处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
由表2结果对比可以看出，反应体系在上述pH值下均具有较为稳定的2-氯苯酚去除效果，考虑到可能还存在偶然误差等情况，实施例1、4、5在酸性条件下均可对2-氯苯酚进行有效去除。
3)探究不同钴基活化剂添加量对废水中2-氯苯酚去除效果的影响
设置对比例1，以实施例1为基础，使用硫酸钴溶液引入钴离子，且钴离子的添加量与钴基活化剂负载钴离子量保持相当，其余条件均不变，实施例1、6、7处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表3所示：
表3实施例1、6、7处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例6 | 4.9mol/L | 95.1％ |
| 实施例7 | 2.6mol/L | 97.4％ |
| 对比例1 | 17.3mol/L | 82.7％ |
由表3结果对比可以看出，不同的钴基活化剂与PMS配比量对废水中2-氯苯酚的去除效果有一定影响，其中以实施例7的去除效果最优，但与此同时，实施例1所添加的钴基活化剂明显少于实施例7的添加量，而对比两者去除效果并没有明显的差别，考虑到钴基活化剂投加成本的问题，实施例1综合来看相对更优；
同时，通过实施例1与对比例1的对比可以看出，再使用硫酸钴溶液后出现了较为明显的去除效果下降，可见，通过使用钴基活化剂能够显著提高对废水中2-氯苯酚的去除效果。
4)探究不同单次钴基活化剂添加量对废水中2-氯苯酚去除效果的影响
设置对比例2，以实施例1为基础，直接将钴基活化剂一次投入反应体系中，其余条件均不变，实施例1、8、9以及对比例2处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表4所示：
表4实施例1、8、9处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例8 | 5.3mol/L | 94.7％ |
| 实施例9 | 6.6mol/L | 93.4％ |
| 对比例2 | 13.6mol/L | 86.4％ |
由表4结果对比可以看出，不同的单次钴基活化剂添加量(即缓慢投加的速率)对废水中2-氯苯酚的去除效果有一定影响，其中实施例1的2-氯苯酚去除效果最优；
同时，通过对比实施例1与对比例2可以看出，在直接将钴基活化剂一次投入反应体系中，2-氯苯酚去除效果出现了明显下降，因此，实施例1的2-氯苯酚去除效果最优。
5)探究不同钴基活化剂投加方式对废水中2-氯苯酚去除效果的影响
实施例1、10、11处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表5所示：
表5实施例1、10、11处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例10 | 2.4mol/L | 97.6％ |
| 实施例11 | 6.2mol/L | 93.8％ |
由表5结果对比可以看出，不同的钴基活化剂投加方法对废水中2-氯苯酚的去除效果有一定影响，其中以实施例10的去除效果最优，但与此同时，实施例10的耗时比实施例1的耗时更长，但两者的2-氯苯酚去除效果并没有明显差别，因此从处理效率来看，实施例1相对更优。
为了能够更好的分析钴基活化剂的催化性能对2-氯苯酚有机废水的处理效果影响，继而开展如下试验研究，具体阐述如下。
实施例12
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤1)中将秸秆使用质量分数为15％的稀盐酸浸泡处理10h。
实施例13
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤1)中将秸秆使用质量分数为15％的稀盐酸浸泡处理18h。
实施例14
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤2)中硝酸钴溶液与磷酸铵溶液的摩尔比为4：5。
实施例15
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤2)中硝酸钴溶液与磷酸铵溶液的摩尔比为4：7。
实施例16
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤3)中所述过渡溶液中六偏磷酸钠的质量分数为3.5％。
实施例17
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤3)中所述过渡溶液中六偏磷酸钠的质量分数为7.3％。
实施例18
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤4)中，使磷酸铵溶液加热至110℃，硝酸钴溶液加热至50℃，并控制过渡溶液的温度在18℃。
实施例19
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，步骤4)中，使磷酸铵溶液加热至130℃，硝酸钴溶液加热至80℃，并控制过渡溶液的温度在25℃。
实施例20
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，通过网仓的移动，将基体置于硝酸钴溶液中浸润2s后，转移至磷酸铵溶液中浸泡处理2min，随后再将基体投入过渡溶液中浸润10s。
实施例21
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，通过网仓的移动，将基体置于硝酸钴溶液中浸润5s后，转移至磷酸铵溶液中浸泡处理5min，随后再将基体投入过渡溶液中浸润30s。
实施例22
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，在350℃下进行煅烧处理30min，随后煅烧炉中以10℃/min冷却至室温，得到钴基活化剂。
实施例23
本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，在420℃下进行煅烧处理50min，随后煅烧炉中以20℃/min冷却至室温，得到钴基活化剂。
将实施例12-23方法进行2-氯苯酚有机废水处理，探究不同的钴基活化剂对PMS催化以降解有机废水中2-氯苯酚的效果，探究如下：
一、试剂与样本
同上述实施例1-11的实验。
二、实验方法
同上述实施例1-11的实验。
三、实验分组
1)探究不同秸秆浸泡稀盐酸时间对钴基活化剂催化性能的影响
实施例1、12、13处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表6所示：
表6实施例1、12、13处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例12 | 3.6mol/L | 96.4％ |
| 实施例13 | 2.7mol/L | 97.3％ |
由表6结果对比可以看出，秸秆不同浸泡时间对所制备的钴基活化剂的使用效果有一定影响，其中实施例1、13的效果相同，可见，在实施例1的浸泡时间下已对秸秆进行了充分稀盐酸浸泡处理，从生产成本等角度考虑，实施例1相对更优。
2)探究不同硝酸钴溶液与磷酸钴溶液配比对钴基活化剂催化性能的影响
实施例1、14、15处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表7所示：
表7实施例1、14、15处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例14 | 4.6mol/L | 95.4％ |
| 实施例15 | 3.3mol/L | 96.7％ |
由表7结果对比可以看出，不同的硝酸钴溶液、磷酸铵溶液配比对所制备的钴基活化剂的使用效果有一定影响，其中实施例1相对最优。
3)探究不同过渡溶液对钴基活化剂催化性能的影响
设置对比例3，以实施例1为基础，在过渡溶液中去除六偏磷酸钠，其与条件均不变，实施例1、16、17处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表8所示：
表8实施例1、16、17处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例16 | 5.6mol/L | 94.4％ |
| 实施例17 | 3.9mol/L | 96.1％ |
| 对比例3 | 8.3mol/L | 91.7％ |
由表8结果对比可以看出，不同含量的六偏磷酸钠对所制备的钴基活化剂使用效果均有一定影响，其中以实施例1所制备的钴基活化剂使用效果最优；
同时，通过实施例1与对比例3的对比可以看出，在去除六偏磷酸钠后，所制备的钴基活化剂使用效果出现了一定程度的下降，因此，通过使用含有六偏磷酸钠的过渡溶液可以有效增强钴基活化剂的催化性能。
4)探究不同钴基活化剂制备中温差参数对钴基活化剂催化性能的影响
实施例1、18、19处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表9所示：
表9实施例1、18、19处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例18 | 4.8mol/L | 95.2％ |
| 实施例19 | 4.1mol/L | 95.9％ |
由表9结果对比可以看出，不同的磷酸铵溶液、硝酸钴溶液以及过渡溶液温差对所制备的钴基活化剂使用效果有一定影响，其中以实施例1所制备的钴基活化剂使用效果最优。
5)探究不同钴基活化剂制备中浸润参数对钴基活化剂催化性能的影响
实施例1、20、21处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表10所示：
表10实施例1、20、21处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例20 | 6.5mol/L | 93.5％ |
| 实施例21 | 5.2mol/L | 94.8％ |
由表10结果对比可以看出，在磷酸铵溶液、硝酸钴溶液以及过渡溶液中不同浸润、浸泡时间对所制备的钴基活化剂使用效果有一定影响，其中以实施例1所制备的钴基活化剂使用效果最优。
6)探究不同钴基活化剂制备中煅烧参数对钴基活化剂催化性能的影响
实施例1、22、23处理后的实验样本进行2-氯苯酚浓度检测，并计算2-氯苯酚的去除率，结果如下表11所示：
表11实施例1、22、23处理后实验样本中2-氯苯酚检测表
| 2-氯苯酚浓度 | 2-氯苯酚去除率 | |
| 实施例1 | 2.7mol/L | 97.3％ |
| 实施例22 | 3.7mol/L | 96.3％ |
| 实施例23 | 4.3mol/L | 95.7％ |
由表11结果对比可以看出，不同的煅烧参数对所制备的钴基活化剂使用效果有一定影响，其中以实施例1所制备的钴基活化剂使用效果最优。
Claims (7)
1.一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：配制PMS溶液备用，并制备钴基活化剂；
S2：将PMS溶液投加至废水中，形成每100mol/L的2-氯苯酚废水中含有1.5～3mmol/L的PMS的反应体系，随后调节反应体系pH值至6.5～6.9；
S3：在室温下，按照钴基活化剂与PMS质量比的5～7：11取钴基活化剂，随后将钴基活化剂按百分含量计，每5min向反应体系中投入质量分数3～5％的钴基活化剂，钴基活化剂全部投加后再处理0.5～1h，完成对废水中2-氯苯酚的去除；
所述制备钴基活化剂的方法为：
1)将秸秆使用质量分数为15％的稀盐酸浸泡处理10～18h，随后使用去离子水冲洗数次，干燥后得到基体；
2)配制硝酸钴溶液和磷酸铵溶液，备用；其中，硝酸钴溶液与磷酸铵溶液的摩尔比为4：5～7；
3)配制过渡溶液，备用；其中，所述过渡溶液由去离子水以及六偏磷酸钠混合而成，所述过渡溶液中六偏磷酸钠的质量分数为3.5～7.3％；
4)将磷酸铵溶液、硝酸钴溶液以及过渡溶液分装至反应装置的对应反应皿中，并将基体装至反应装置的网仓中，使磷酸铵溶液加热至110～130℃，硝酸钴溶液加热至50～80℃，并控制过渡溶液的温度在18～25℃；
5)通过网仓的移动，将基体置于硝酸钴溶液中浸润2～5s后，转移至磷酸铵溶液中浸泡处理2～5min，随后再将基体投入过渡溶液中浸润10～30s，在过渡溶液中浸润期间，调控硝酸钴溶液与磷酸铵溶液的摩尔比保持不变；
6)重复步骤5)，直至过渡溶液中磷酸铵的质量浓度＞10％后，将基体进行煅烧处理，冷却后得到钴基活化剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法，其特征在于，所述调节反应体系的pH值方法为：使用1.0mol/L的H2SO4溶液、NaOH溶液调节反应体系的pH值。
3.根据权利要求1所述的一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法，其特征在于，所述PMS溶液的摩尔浓度为50.0mmol/L。
4.根据权利要求1所述的一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法，其特征在于，所述步骤1)中使用去离子水冲洗数次为：使稀盐酸浸泡后的秸秆冲洗直至无稀盐酸残留。
5.根据权利要求1所述的一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法，其特征在于，所述步骤6)中的煅烧处理为：将基体放置于煅烧炉中，在350～420℃下煅烧30～50min。
6.根据权利要求1所述的一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法，其特征在于，所述稀盐酸的质量分数为15％。
7.根据权利要求1所述的一种利用Co2+催化PMS去除废水中2-氯苯酚的方法，其特征在于，所述步骤6)中的冷却方法为：在煅烧炉中以10～20℃/min冷却至室温。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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