[发明专利]利用褐煤及金属/有机物共负载改性褐煤热解产物活化过硫酸盐处理硝基芳烃废水的方法

说明书

本发明属于环境工程废水处理技术领域，一种利用褐煤及金属/有机物共负载改性褐煤热解产物活化过硫酸盐处理硝基芳烃废水的方法，步骤1：褐煤热解产物L600的制备；步骤2：共负载改性褐煤及其热解产物L600‑Ni/CT的制备；步骤3：共负载改性褐煤热解产物活化过硫酸盐；步骤4：共负载改性褐煤热解产物活化过硫酸盐降解硝基芳烃。本方法所使用的褐煤成本低廉、来源广泛，同时褐煤热解生成的半焦产物产量大易得，降解过程操作简单、效率高，便于在实际中推广应用。

技术领域

本发明属于环境工程废水处理技术领域，特别是涉及一种褐煤和金属/有机物共负载改性褐煤热解产物活化过硫酸盐降解硝基芳烃的方法。

背景技术

褐煤是煤化程度最低的一种煤，根据2016年数据统计，我国褐煤产量占煤炭总产量的10％。褐煤热解技术是指在隔绝空气(或在惰性气体氛围)的条件下将褐煤加热，使其中的有机质发生一系列的物理化学变化，产生煤气、焦油和半焦的过程。Li J等2016年在RSC Advances第6卷报道褐煤及其热解固体产物表面富含含氧官能团以及铁等还原活性金属，可以促进电子传递，并且首次将褐煤应用于污染物的还原处理。

Heimer N E等人1978年在Chemischer Informationsdienst第9卷第3767-3769页发表的论文报道四氰乙烯与次磺酰胺反应产生的自由基不会立即消失，并且将这种具有一定寿命且能够稳定存在的自由基称为持久性自由基(PFRs)。Fang G等人2014年在Environmental ScienceTechnology第48卷第1902-1910页报道生物炭在热解过程中能够形成PFRs，其过程是生物质中的酚类木质素在高温热解条件下形成苯酚/醌结构，后者接受过渡金属转移的电子，形成PFRs。

随后，Fang等人2015年在Environmental ScienceTechnology第49卷第 5645-5653页报道生物质上分别负载金属离子(Fe³⁺、Ni²⁺、Zn²⁺和Cu²⁺)或酚类化合物(对苯二酚、邻苯二酚和苯酚)对生物质热解过程中形成PFRs的影响。研究发现，在一定浓度范围内，增加金属离子或者酚类化合物的浓度均可以增加改性生物炭中的PFRs的含量，说明金属离子和作为分子前驱体的酚类化合物均可以影响热解过程中PFRs的类型和含量。

Khachatryan L等分别于2011年在Environmental ScienceTechnology第45 卷第8559-8566页以及9232页报道含有CuO/SiO₂颗粒的水溶液中的活性氧自由基的形成，并且发现CuO/SiO₂颗粒中的PFRs可以诱导形成超氧自由基(O₂^·-)、过氧化氢(H₂O₂)和羟基自由基(·OH)。该过程主要由PFRs将电子转移给氧气形成O₂^·-，然后在溶液中分别通过歧化反应和Fenton反应形成H₂O₂和·OH。实验测得反应140min时生成的·OH的浓度为0.23μM。Fang G等人2014年在 Environmental ScienceTechnology第48卷第1902-1910页报道生物炭可以有效活化H₂O₂生成·OH，进而降解2-氯联苯。向体系中加入H₂O₂后，·OH浓度增加，同时生物炭中的PFRs浓度下降，说明PFRs是生成·OH最主要的原因。