[发明专利]碘掺杂的颗粒活性炭活化高碘酸钠降解酸性橙的方法

说明书

本发明涉及一种碘掺杂的颗粒活性炭活化高碘酸钠降解酸性橙的方法，包括颗粒活性炭的预处理、碘掺杂的颗粒活性炭的制备和偶氮染料酸性橙的降解三个步骤。本发明制备得到的碘掺杂的颗粒活性炭具有优异的催化能力，且催化能力随改性浓度和改性时间增加而增强。以其为催化剂、高碘酸钠为氧化剂、偶氮染料酸性橙为目标污染物，进行催化降解反应，在优化条件下，酸性橙的降解效率可达94.79％以上。该催化氧化反应在pH为4‑10时都表现出较好的降解效果，且受溶液中共存阴离子的影响较小。

技术领域

本发明涉及污染物无害化处理领域，具体涉及一种高碘酸钠降解酸性橙的方法。

背景技术

随着我国染料工业的发展，印染废水排放量占整个工业废水总排放量的35％以上，是目前水体污染的最主要来源之一。印染废水中普遍存在的偶氮染料由于具有毒性、生物蓄积性以及持久性的特性，其通过富集、迁移及转化过程，会对人类社会和生态环境造成一定危害。酸性橙是一种典型的偶氮染料，由于其通过重氮化的芳香胺类物质与芳香类、酚类或具有活性的亚甲基化合物耦合而成，化学性质稳定，具有难生物降解性。传统的处理方法主要有吸附法、絮凝法、生物法等，但是这些技术存在运行操作困难、污染物降解不彻底、二次污染等缺点。因此，开发出一种环保、经济、高效的处理技术迫在眉睫。

高级氧化技术作为一种新兴的污染物处理技术，目前已经被成功地应用于多种难降解有机污染物的去除。相对于常规污染处理技术，高级氧化技术具有操作简单、降解率高、无二次污染等优点。其运用强氧化剂在外加能量或催化剂等作用下，活化产生氧化性极强的活性自由基。自由基与难降解有机物之间的取代、加合及电子转移等过程，可使难降解有机物转化成为低毒或无毒的小分子，甚至可以直接降解生成CO₂和H₂O等无毒且分子量很小的无机物质，从而实现污染物的快速、高效降解。

高碘酸盐高级氧化技术作为新型的难降解有机污染物处理技术，逐渐被应用于水污染处理过程中。最初，有学者采用紫外光活化高碘酸盐体系降解4-氯酚和偶氮染料活性黑RB5，取得良好的降解效果。随后，有学者制备了铁基复合双金属纳米材料，并首次将其应用于活化高碘酸盐降解4-氯酚、苯酚和双酚A等多种难降解有机污染物。还有学者采用超声活化高碘酸盐降解全氟辛酸，发现反应2h后，全氟辛酸的降解效率和脱氟率均达到了95％以上。此外，碱活化高碘酸盐体系也在降解甲氰咪胍、雷尼替丁及心得安等药物化合物方面卓有成效。然而，使用碘掺杂的颗粒活性炭活化高碘酸盐降解有机污染物的技术还未见报道。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种碘掺杂的颗粒活性炭活化高碘酸钠降解酸性橙的方法，具体来说，是采用碘掺杂的颗粒活性炭和高碘酸钠分别作为催化剂和氧化剂，降解偶氮染料酸性橙。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种碘掺杂的颗粒活性炭活化高碘酸钠降解酸性橙的方法，包括如下步骤：

第一步：颗粒活性炭的预处理：以颗粒活性炭作为原始材料，在使用前，用蒸馏水清洗多次并于100℃水中水煮2-5h以便去除细小颗粒及杂质，然后于105-110℃干燥20-26h，将颗粒活性炭储存在干燥皿中待用；

第二步：碘掺杂的颗粒活性炭的制备：常温下，将第一步得到的颗粒活性炭浸没于高碘酸钠溶液中进行磁力搅拌15-120min；搅拌结束后，用蒸馏水充分清洗，于烘箱105-110℃干燥20-26h；

第三步：偶氮染料酸性橙的降解：调整酸性橙溶液的pH为4-10，然后在溶液中先后快速加入高碘酸钠和碘掺杂的颗粒活性炭；其中，高碘酸钠与酸性橙的摩尔比为50:1，碘掺杂的颗粒活性炭的添加比例为200mL 50μM的酸性橙溶液中添加0.15-0.4g的碘掺杂的颗粒活性炭；然后开动磁力搅拌器，反应时间为50-100min，反应温度为室温，反应气氛为空气。

优选地，第一步中，100℃水中水煮2h，然后于105℃干燥24h。