[发明专利]一种二硫化钼协同二价铁活化过硫酸盐降解水中有机染料的方法

说明书

一种二硫化钼协同二价铁活化过硫酸盐降解水中有机染料的方法，所述方法包括以下步骤：向超纯水中加入二硫化钼，于15～25℃下超声，再加入有机染料废水，混匀，接着加入二价铁，调节pH值2～4，然后加入过硫酸盐，得到反应体系，常温下搅拌，进行降解；本发明中二硫化钼用量低，可以重复利用、不造成二次污染，与单独使用二价铁活化过硫酸盐相比，二价铁的使用量更低，且大大缩短反应的时间，节约了大量人力、物力、财力，此体系pH值适用范围较广，在pH＝3的条件下活化效果最好，本发明工艺流程十分简单，无需复杂装置，反应条件温和，常温常压下即可快速反应，可操作性强，具有广阔的实际应用前景。

(一)技术领域

本发明属于水污染处理技术领域，具体涉及一种二硫化钼协同二价铁活化过硫酸盐降解水中有机染料的方法。

(二)背景技术

高级氧化工艺(AOPs)中，由于硫酸根自由基(SO₄^-·)与有机污染物有着高反应活性和对复杂环境基质的高选择性，而引起了水处理领域中越来越多人的关注。其中高水溶性，高稳定性及相对低成本的过硫酸氢钾(PMS)和过硫酸钠(PS)是生成硫酸根自由基的两种广泛使用的药品。一般而言，使用热、紫外光、超声波、电化学、过渡金属离子或者采用其他方法激活PMS和PS，目的是更多更快的产生SO₄^-·。这些SO₄^-·可以与水反应，形成另一种强大的非选择性氧化剂羟基自由基(·OH)。通常，SO₄^-·是pH7时的主要反应物种，而在pH为中性时，·OH和SO₄^-·同时参与反应。

几种过渡金属如银、铜、铁、锌、钴和锰可以激活PMS和PS生成SO₄^-·。作为研究最广泛的金属，铁(Fe)是一种高效的激活剂，相对无毒、环保，比其他金属更具经济效益。特别是二价铁离子(Fe²⁺)与PMS、PS反应生成SO₄^-·，反应活化能可达50.23kJ mol/L。较低的Fe²⁺浓度会使PMS和PS的分解较少，而过多的Fe²⁺则会抑制SO₄^-·的产生，并降低其降解的有效性。

反应过程中的Fe²⁺可迅速氧化形成Fe³⁺，导致铁和PMS/PS利用率较低。因此，需要开发多相催化剂来加速Fe³⁺/Fe²⁺循环，并作为辅助催化剂来提高PMS/PS分解效率，二硫化钼可以有效阻止Fe³⁺的沉淀而加速Fe³⁺/Fe²⁺循环，同时二硫化钼有着优异的纳米电子学、光电子学、催化和能量收集性能。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种二硫化钼协同二价铁活化过硫酸盐降解水中有机染料的方法，解决的技术问题是针对上述Fe(II)激发过硫酸盐方法的不足，而提供一种二硫化钼协同二价铁活化过硫酸盐体系降解水中有机染料的方法。

本发明方法解决了Fe(II)激发过硫酸盐体系中Fe(III)易沉淀和Fe(III)/Fe(II)难循环的问题，且二硫化钼有可循环使用、环境友好、无二次污染等优点，该方法在确保去除效率的前提下，降低了过硫酸盐和二价铁的使用量，具有极强的实际应用价值。

本发明的技术方案如下：

一种二硫化钼协同二价铁活化过硫酸盐降解水中有机染料的方法，所述方法包括以下步骤：

向超纯水(UP＝18.25MΩ·cm)中加入二硫化钼，于15～25℃下超声(1～3min，功率300W)，再加入有机染料废水，混匀，接着加入二价铁，调节pH值2～4，然后加入过硫酸盐，得到反应体系，常温(20～30℃)下搅拌进行降解；