[发明专利]一种Cl-/CNT协同活化PMS降解偶氮染料的方法

说明书

本发明是一种Cl^‑/CNT协同活化PMS降解偶氮染料的方法，该方法为：向含有偶氮染料OG的水体中加入一定量的氯化钠NaCl、碳纳米管CNT以及过一硫酸盐PMS，调节并维持系统pH在2‑10，在一定的转速和温度下持续搅拌反应45 min，氧化降解去除偶氮染料OG。本发明的机理涉及两种：一种是Cl^‑与PMS发生非自由基反应，产生HOCl氧化降解偶氮染料，另一种是CNT活化PMS的自由基反应，产生硫酸根自由基SO₄^－•氧化降解偶氮染料，两者共同作用实现对偶氮染料的高效降解，在常温下即能快速高效的氧化降解偶氮染料，适用的pH范围广，非常适用于含盐量高的的工业染料废水处理。

技术领域

本发明涉及一种处理偶氮染料废水的方法，具体涉及一种高级氧化体系氧化降解偶氮染料废水的方法，尤其涉及一种Cl-/CNT协同活化PMS降解偶氮染料的方法。

背景技术

偶氮染料是分子结构中含有一个或者多个偶氮基（—N=N—）的染料，是纺织、造纸、制革等工业常用染料，其生产废水具有毒性强、含盐量高、致突变、致癌、难降解等特点，不经处理直接排放会对环境造成严重污染。偶氮染料废水的常用物化处理方法有吸附、絮凝、光催化、臭氧化等。其中吸附和絮凝方法处理偶氮染料废水可使偶氮染料分子转移至吸附剂或絮凝剂去除，但是偶氮染料没有得到降解和矿化；光催化和臭氧化对偶氮染料脱色的同时有降解和矿化的效果，但是他们也存在一些缺陷，比如光催化剂的效率低、稳定性差、有毒性以及不易回收利用等，臭氧氧化对设备要求高、易产生有毒有害物质等。

近年来，SO₄^－•作为一种强氧化性自由基，受到越来越多的关注，它不仅有较高的氧化还原电位（E= 2.6 V），而且相比于羟基自由基（OH^-•），具有更宽的pH适用范围，更长的半衰期，有利于污染物的去除。过一硫酸盐PMS是产生SO₄^－•的常用氧化剂，在常温下比较稳定，但在紫外光、热、超声波、过渡金属离子等条件下，能够被活化产生SO₄^－•。这些方法都存在一些缺点，比如紫外光、热、超声活化PMS均是能耗高、经济成本高且操作过于复杂，金属离子，如Co活化PMS效率高，但是金属离子本身的毒性限制了其广泛应用。有学者最近发现碳质材料，如活性炭（AC）能有效活化PMS降解偶氮染料废水，AC可重复使用性好，经济成本低，但是其活化效率比金属离子（如Co）低。

碳纳米管CNT作为一种新型碳质材料拥有更优异的性能，具有比表面积大、热稳定性高、独特管腔和吸附特性以及特有的电学特性等性质，已作为新型催化材料引起了人们的极大关注，在H₂O₂等催化领域取得了广泛的应用；CNT对PMS也具有潜在的活化能力，将CNT活化PMS用于氧化去除偶氮染料为该类废水的去除提供了一条新的途径。同时偶氮染料废水具有pH变化范围宽，含盐量高等特点，探索废水基质（如Cl^-）在PMS活化过程中的作用对于将该技术用于染料废水处理具有重要的意义。因此，本发明涉及CNT活化PMS降解偶氮染料废水，尤其关注Cl^-协同活化PMS在降解偶氮染料废水中的作用。

发明内容