[发明专利]一种用于含酚废水处理的形貌可控的γ-MnOOH纳米线的制备方法

说明书

一种用于含酚废水处理的形貌可控的γ‑MnOOH纳米线的制备方法，涉及一种水处理材料制备方法，所述方法包括以下制备过程：将表面活性剂溶解于高纯水中，再加入高锰酸钾，至完全溶解，将所得溶液在高温高压环境下反应；将所得催化剂洗涤、离心并干燥即得到γ‑MnOOH纳米线催化剂；纳米线的长径比可通过调节制备参数控制在12‑20；高锰酸钾与表面活性剂的质量比为6：4‑9：7；制备过程以乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂；水热合成反应釜的衬套为聚四氟材质；本方法操作简单，产量高，反应过程绿色环保。在过硫酸盐氧化剂与酚类污染物物质的量之比小于5的情况下，去除率达到99.9%。

技术领域

本发明涉及一种水处理材料制备方法，特别是涉及一种用于含酚废水处理的形貌可控的γ-MnOOH纳米线的制备方法。

背景技术

含酚废水主要来自焦化厂、煤气厂、石油化工厂和绝缘材料厂等工业部门以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酰胺纤维、合成染料、有机农药和酚醛树脂生产过程。酚类化合物是水环境中主要的有机污染物，长期饮用被酚污染的水可引起慢性积累性中毒，酚对水生生物、农作物都有一定的毒害，含酚浓度高于100mg/L的废水直接灌田，会引起农作物的减产甚至枯死。

高级氧化技术是针对含酚废水处理的一种有效方法，其主要作用机理是产生羟基自由基（•OH^-）或硫酸根自由基（•SO₄^2-）。相比较羟基自由基（•OH^-），硫酸根自由基（•SO₄^2-）具有更高的选择性、更强的氧化性和更长的半衰期，在水中寿命较长，可以破坏有机化合物的结构，甚至在一定程度上使其矿化。因此，近些年来，基于•SO₄^2-的自由基催化氧化技术得到了广泛的研究。

过渡金属（以铁、锰、钴为主）氧化物是一类活化过硫酸盐产生•SO₄^2-的催化剂，然而普遍具有催化效率低、稳定性差、过硫酸盐用量大（过硫酸盐氧化剂与污染物物质的量之比大于10）等缺陷。针对这些问题，本发明制备出形貌可控的一维γ-MnOOH纳米线，能够在较低的过硫酸盐含量下快速降解苯酚，催化过程高效绿色，能够有效的去除水中酚类污染物。

现有的过硫酸盐催化剂普遍具有催化效率低、稳定性差、氧化剂用量高等不利因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于含酚废水处理的形貌可控的γ-MnOOH纳米线的制备方法，本发明利用水热法，以水作反应溶剂，以高锰酸钾作为锰源，在高温环境下反应制得γ-MnOOH催化剂。通过调节制备温度、反应时间和选择不同的表面活性剂及其用量达到控制γ-MnOOH催化剂不同形貌的目的。本方法操作简单，产量高，反应过程绿色环保。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于含酚废水处理的形貌可控的γ-MnOOH纳米线的制备方法，所述方法包括以下制备过程：

将表面活性剂溶解于高纯水中，再加入高锰酸钾，至完全溶解，将所得溶液在高温高压环境下反应；将所得催化剂洗涤、离心并干燥即得到γ-MnOOH纳米线催化剂；纳米线的长径比可通过调节制备参数控制在12-20；高锰酸钾与表面活性剂的质量比为6：4-9：7；制备过程以乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂；水热合成反应釜的衬套为聚四氟材质；洗涤、离心指用高纯水和乙醇溶液洗涤和离心，乙醇溶液质量分数为95%。

所述的一种用于含酚废水处理的形貌可控的γ-MnOOH纳米线的制备方法，，所述干燥温度为40-80℃。

所述的一种用于含酚废水处理的形貌可控的γ-MnOOH纳米线的制备方法，所述水热反应时间为4h-18h。

所述的一种用于含酚废水处理的形貌可控的γ-MnOOH纳米线的制备方法，所述高温环境为120℃-210℃。