公布日：2022.01.28
申请日：2021.11.23
分类号：C02F9/08(2006.01)I;B01J20/26(2006.01)I;B01J20/28(2006.01)I;B01J20/3(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种高效去除废水中含氟化合物的方法，包括以下步骤：将废水进行初步除杂处理后泵入到吸附池内进行处理；向吸附池内加入甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂，吸附处理，之后将处理后的废水泵入到装有多个改性间隔物的催化降解池内进行处理，处理后的废水达到排放标准。本发明提供的方法可有效除去废水中的含氟化合物，操作简单，对水体无二次污染。
权利要求书
1.一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将废水进行初步除杂处理后泵入到吸附池内进行处理；(2)向吸附池内加入甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂，吸附处理，之后将处理后的废水泵入到装有多个改性间隔物的催化降解池内进行处理，处理后的废水达到排放标准。
2.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，所述甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：S1：将碳纳米管分散在无水乙醇中制得碳纳米管分散液；将三聚氰胺泡沫材料置于乙酸溶液中进行活化处理，之后干燥处理，制得活化三聚氰胺泡沫材料；将2,2,2 三氟乙胺和甲醇混合搅拌后加入咪唑 2 甲醛，搅拌回流反应，制得甲基修饰的氟功能化配体；S2：将锌源和甲醇混合搅拌处理，之后加入上述制得的碳纳米管分散液、活化三聚氰胺泡沫材料，搅拌混合均匀后加入三乙胺继续搅拌处理，然后再加入甲基修饰的氟功能化配体，搅拌反应，之后缓慢搅拌处理，最后将反应得到的固体进行干燥，制得甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂。
3.根据权利要求2所述的一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，步骤S1中，碳纳米管分散液的浓度为0.1-0.15g/ml；活化处理的温度为室温，时间为20-24h；2,2,2 三氟乙胺、甲醇、咪唑 2 甲醛的摩尔比为1:(1-2)：1；搅拌回流反应的温度为65-70℃，时间为20-25h。
4.根据权利要求2所述的一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，步骤S2中，锌源为六水合硝酸锌，锌源、碳纳米管、活化三聚氰胺泡沫材料、三乙胺、甲基修饰的氟功能化配体的质量比为0.14-0.15:1:1：1 1.5:0.05-0.1。
5.根据权利要求2所述的一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，步骤S2中，搅拌反应的温度为室温，转速为3000-4000rpm，时间为30-40min；缓慢搅拌处理的转速为800-1000rpm，时间为24h。
6.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，步骤(2)中，三聚氰胺泡沫材料/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂的添加量为0.3-0.5g/L。
7.根据权利要求6所述的一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，改性间隔物个数为三个，改性间隔物的形状和大小和催化降解池相匹配，三个改性间隔物在催化降解池内从上至下等间距排布，其制备方法为：(i)将基板置于无水乙醇中润湿处理，取出后加入到多巴胺的Tris HCl缓冲溶液中，加入聚乙烯胺，室温下处理，之后取出处理的基板真空干燥，制得涂覆有聚多巴胺/聚乙烯胺涂层的基板；(ii)将涂覆有聚多巴胺/聚乙烯胺涂层的隔板置于氯化铁溶液中处理，之后加入盐酸溶液，加热处理，处理结束后取出基板，干燥处理，制得改性间隔物。
8.根据权利要求7所述的一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，步骤(i)中，多巴胺、聚乙烯胺的质量比为1:1；室温下处理的时间为20-30h。
9.根据权利要求7所述的一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，步骤(ii)中，氯化铁溶液的浓度为15-20mg/ml，盐酸溶液的浓度为10mmol/L；氯化铁、多巴胺、盐酸溶液的用量比为5：(0.7-0.8)：150ml；加热处理的温度为60-65℃，时间为20-30h。
10.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中含氟化合物的方法，其特征在于，催化降解池内处理时采用发射波长为400nm的紫外光进行照射，并加入质量浓度为3％的双氧水调节废水的pH为3 5，处理时间为30 50min。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种高效取出废水中含氟化合物的方法，该方法可有效除去废水中的含氟化合物，操作简单，对水体无二次污染。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种高效去除废水中含氟化合物的方法，包括以下步骤：
(1)将废水进行初步除杂处理后泵入到吸附池内进行处理；
(2)向吸附池内加入甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂，吸附处理，之后将处理后的废水泵入到装有多个改性间隔物的催化降解池内进行处理，处理后的废水达到排放标准。
作为上述技术方案的优选，所述甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将碳纳米管分散在无水乙醇中制得碳纳米管分散液；将三聚氰胺泡沫材料置于乙酸溶液中进行活化处理，之后干燥处理，制得活化三聚氰胺泡沫材料；将2,2,2 三氟乙胺和甲醇混合搅拌后加入咪唑 2 甲醛，搅拌回流反应，制得甲基修饰的氟功能化配体；
S2：将锌源和甲醇混合搅拌处理，之后加入上述制得的碳纳米管分散液、活化三聚氰胺泡沫材料，搅拌混合均匀后加入三乙胺继续搅拌处理，然后再加入甲基修饰的氟功能化配体，搅拌反应，之后缓慢搅拌处理，最后将反应得到的固体进行干燥，制得甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂。
作为上述技术方案的优选，步骤S1中，碳纳米管分散液的浓度为0.1-0.15g/ml；活化处理的温度为室温，时间为20-24h；2,2,2-三氟乙胺、甲醇、咪唑-2-甲醛的摩尔比为1:(1-2)：1；搅拌回流反应的温度为65-70℃，时间为20-25h。
作为上述技术方案的优选，步骤S2中，锌源为六水合硝酸锌，锌源、碳纳米管、活化三聚氰胺泡沫材料、三乙胺、甲基修饰的氟功能化配体的质量比为0.14-0.15:1:1：1-1.5:0.05-0.1。
作为上述技术方案的优选，步骤S2中，搅拌反应的温度为室温，转速为3000-4000rpm，时间为30-40min；缓慢搅拌处理的转速为800-1000rpm，时间为24h。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，三聚氰胺泡沫材料/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂的添加量为0.3-0.5g/L。
作为上述技术方案的优选，改性间隔物个数为三个，改性间隔物的形状和大小和催化降解池相匹配，可有效安装在催化降解池内部，三个改性间隔物在催化降解池内从上至下等间距排布，其制备方法为：
(i)将基板置于无水乙醇中润湿处理，取出后加入到多巴胺的Tris HCl缓冲溶液中，加入聚乙烯胺，室温下处理，之后取出处理的基板真空干燥，制得涂覆有聚多巴胺/聚乙烯胺涂层的基板；
(ii)将涂覆有聚多巴胺/聚乙烯胺涂层的隔板置于氯化铁溶液中处理，之后加入盐酸溶液，加热处理，处理结束后取出基板，干燥处理，制得改性间隔物。
作为上述技术方案的优选，多巴胺、聚乙烯胺的质量比为1:1；室温下处理的时间为20-30h。
作为上述技术方案的优选，氯化铁溶液的浓度为15-20mg/ml，盐酸溶液的浓度为10mmol/L；氯化铁、多巴胺、盐酸溶液的用量比为5：(0.7-0.8)：150ml；加热处理的温度为60-65℃，时间为20-30h。
作为上述技术方案的优选，催化降解池内处理时采用发射波长为400nm的紫外光进行照射，并加入质量浓度为3％的双氧水调节废水的pH为3-5，处理时间为30-50min。
本发明提供的改性间隔物中的基板采用多孔聚酰胺基板，其孔隙率为85％，平均孔径大小为1-2mm。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明采用吸附法和光芬顿相结合的方法对废水进行处理，可有效除去废水中的含氟化合物，对水体无二次污染。本发明采用的吸附剂是甲基功能化的三聚氰胺泡沫/碳纳米管/锌基MOF三元复合吸附剂，该三元吸附剂是以比表面积大的三聚氰胺泡沫材料作为基底，其与碳纳米管和锌基MOF复合后形成的材料不仅具有大孔特性，且具有多个微孔结构，采用甲基进行功能化修饰后的材料具有更好的疏水性，能很好的吸附废水中的含氟化合物；本发明制得的三元复合吸附剂的比表面积高达1248m2/g，吸附性能好。本发明还在催化降解池内设置多层改性间隔物，改性间隔物的基板采用多孔聚酰胺基板，其孔隙率为85％，平均孔径大小为1 2mm；其表面依次沉积有聚多巴胺/聚乙烯胺涂层以及羟基氧化铁纳米棒层，改性间隔物可有效吸附废水中的有害物质并将其降解；本发明提供的方法操作简单，废水处理效率高。
（发明人：刘亮;刘杰;陈少君;顾林江;徐巧巧;解卫宇;宋小艳;解海翔）
