[发明专利]一种利用三价钼产生自由基的方法及其处理有机废水的方法

说明书

本发明属于废水处理技术领域，提出了一种利用三价钼产生自由基的方法及其处理有机废水的方法。所述利用三价钼产生自由基的方法包括如下步骤：a)将钼酸盐和硫源溶于去离子水中，搅拌反应得到前驱液；将所得前驱液置于高压反应釜中，水热反应后得黑色粉末，洗涤、干燥，得混合晶型二硫化钼纳米片；b)在光照条件下，将上述混合晶型二硫化钼纳米片在水溶液中与过氧键发生氧化还原反应，产生大量自由基。本发明主要应用于废水中去除有机污染物，该方法可持续产生三价钼以及自由基，在废水处理中催化氧化去除水中有机污染物，大幅提高了催化性能。同时实现了混合晶型二硫化钼纳米片的循环使用，无毒无害，具有环境友好性。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种利用三价钼产生自由基的方法及其处理有机废水的方法。

背景技术

随着工业的快速发展，大量难生物降解的有机物进入天然水体，造成严重的生态破坏，同时对人类健康产生威胁。目前，氧化法已经成为治理水体有机污染的重要技术之一。其中，臭氧氧化、芬顿及类芬顿体系、电催化以及光催化等方法都是氧化法的重要分支。

臭氧氧化本身氧化能力强，但对有机物的选择性制约了臭氧进一步氧化难生物降解有机污染物的效果。此外，臭氧分解污染物的过程伴随多种消毒副产物的产生，可能进一步危害水质。

芬顿体系是利用金属离子催化双氧水产生无选择性的羟基自由基，进而对水中各类有机污染物进行去除，但添加的金属离子难于回收，同时，过高的金属离子投加量造成水体的二次污染。

电催化过程包括阳极氧化及阴极还原两部分，但由于水中阴离子的影响，电极在使用过程中电化学氧化效率急剧下降，造成电极中毒，无法持久氧化去除水中污染物。

光催化过程具有节能、效率高、用途广泛的优点，目前已经成为水处理领域重要的研究方向。光催化过程中产生自由基，由于自由基氧化性强，可以无选择的去除水中各类有机污染物，然而，光催化过程中，自由基往往“寿命”都极短。

发明内容

本发明提出一种利用三价钼产生自由基的方法，能够持续并大量产生自由基，延长自由基的“寿命”，以确保在氧化去除有机污染物过程中发生持久氧化反应。

本发明提出一种利用三价钼产生自由基的方法，包括如下步骤：

a)将钼酸盐和硫源溶于去离子水中，搅拌反应得到前驱液；将所得前驱液置于高压反应釜中，水热反应后得黑色粉末，洗涤、干燥，得混合晶型二硫化钼纳米片；

b)在光照条件下，将上述混合晶型二硫化钼纳米片在水溶液中与过氧键发生氧化还原反应，产生大量自由基。

进一步地，步骤a)中，混合晶型二硫化钼纳米片包括2H晶相和1T晶相，其中2H晶相和1T晶相分布比例分别为x、y，其中x：y为18-82％：18-82％，x+y＝100％；优选的，x：y为30-60％：40-70％，x+y＝100％。

进一步地，步骤a)中，钼酸盐(以钼计)和硫源(以硫计)的摩尔比为1：1-10。

进一步地，步骤a)中，钼酸盐包括钼酸铵、钼酸钠或钼酸钾中的一种或两种以上；硫源包括硫脲、硫代乙酰胺或半胱氨酸中的一种或两种以上。

进一步地，步骤a)中，水热反应的温度为140℃-220℃；水热反应的时间为16-24小时。

进一步地，步骤b)中，过氧键来自过一硫酸盐、过二硫酸盐或双氧水中的一种或两种以上。

进一步地，步骤b)中，过一硫酸盐包括过一硫酸钾、过一硫酸钠或过一硫酸胺中的一种或两种以上；过二硫酸盐包括过二硫酸钾、过二硫酸钠或过二硫酸胺中的一种或两种以上。

进一步地，步骤b)中，光照条件包括可见光、紫外光或全光谱中的一种或两种以上。