[发明专利]一种多孔有机-无机复合杂化材料与生物耦合处理含氮废水工艺及控制方法

权利要求书

1.一种多孔有机-无机复合杂化材料与生物耦合处理含氮废水工艺及控制方法，其特征在于采用陶瓷膜轻骨架恒压反应罐，罐体内中部布置网格状陶瓷膜骨架结构，固定的陶瓷膜轻骨架中装填多孔有机-无机复合杂化材料，装填高度为1.5-2.0m；所述过滤及吸附过程控制方法包括填料载菌、微生物固定化和污水常态净化三个过程。

2.根据权利要求1所述一种多孔有机-无机复合杂化材料与生物耦合处理含氮废水工艺及控制方法，其特征在于所述一种多孔有机-无机复合杂化材料制备步骤包括：

第一，有机配体溶解，取一定量的4-(1H-四唑-5-基)苯甲酸作为配体，按(8.5-9.5mL乙二醇)/(mol配体)比例加入乙二醇，采用频率25kHz且功率密度为0.38w/cm²的超声波辐照12-16min，再向其中按(28-32μLNH₃·H₂O)/(mol配体)加入含氨25％浓度氨水，在频率25kHz且功率密度为0.32w/cm²的超声波辐照28-32min；

第二，向步骤一溶液中加入一定量的无机金属盐类M-NO₃，密封条件下震荡摇匀，用0.1mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH值至10.5，然后缓慢加入将0.5μm的Al₂O₃粉末加入到溶液中，充分搅拌1～2小时后，起到促进固化作用；

第三，将步骤二中搅拌均匀的悬浊液转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在130～150℃下反应3～5h后，在25℃的环境下自然冷却到室温，并静置4小时后，过滤并用乙二醇洗涤，反复三次，得到前驱产物M(BZA)_m(H₂O)_n；

第四，将步骤三中前驱产物在150-200℃的真空条件下，受热脱去结构水分子，完成晶态到非晶态的转变，制得多孔有机-无机复合杂化基元材料M(BZA)_m；

第五，将步骤四中基元材料在磁力搅拌条件下按(2mgM(BZA)_m)/(5mL无水乙醇)比例缓慢加入无水乙醇，混合均匀；

第六，将质量浓度65～85％的乙醇溶液调至pH值为4～5，然后按一定比例缓慢滴入不断搅拌下的步骤五中溶液里，滴加完后继续搅拌2-4h；

第七，以聚苯乙烯微球为模板，将步骤六混合物通过表面沉积法，分3次沉积形成三维的空间层状结构，单层M(BZA)_m分子结构层3-5nm，每次沉积后需在真空中陈化2-5h，以此制得多层次湿式溶胶层纳米颗粒产物；

第八，将步骤七中制得湿溶胶产物置于设定温度为105℃的烘箱中干燥2h，起到支架作用的聚苯乙烯微球模板产生玻璃化转变，而其表面形成M(BZA)_m纳米干凝胶层；

第九，将步骤八所得产物在马弗炉(450-600℃)进行焙烧，烧结时间为2h，聚苯乙烯微球模板分解，制得颗粒细小且均匀的M(BZA)_m有机-无机复合杂化材料。

3.根据权利要求1或2所述一种多孔有机-无机复合杂化材料与生物耦合处理含氮废水工艺及控制方法，其特征在于所述无机金属盐类M-NO₃包括六水硝酸锌、六水硝酸钴、七水硫酸亚铁和三水硝酸铜，投加比例摩尔比6:4:2:1。

4.根据权利要求1或2所述一种多孔有机-无机复合杂化材料与生物耦合处理含氮废水工艺及控制方法，其特征在于所述M(BZA)_m有机-无机复合杂化吸材料为三维多层空间层状结构，由三层M(BZA)_m纳米层和两层纤维骨架层组成；所述M(BZA)_m纳米层具有多孔骨架结构，孔道尺寸为1-2nm，孔隙率95％，层厚50-120nm；所述纤维骨架层由高温分解聚苯乙烯形成气泡型孔状结构，层厚0.5-1.8μm。