專利名稱：一種納米復(fù)合物、該納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種納米復(fù)合物、該納米復(fù)合物在處 理酚類廢水中的應(yīng)用及其應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
酚類廢水可引發(fā)一系列水體污染、生態(tài)環(huán)境惡化、威脅人體健康以及阻 礙相關(guān)工業(yè)發(fā)展等問題，目前世界各國特別是包括中國在內(nèi)的發(fā)展中國家尤 為嚴重。
中國專利CN85104016采用活性碳纖維處理含酚廢水及其再生方法，但是 存在的問題是酚類在初始階段沒有被分解，導(dǎo)致后面還須對活性碳纖維高溫 加熱才能消除酚類。專利CN89101914. 6采用酸催化、加熱攪拌回流反應(yīng)，隨 后加入堿中和過濾、焚渣進行處理，專利CN03151224.0采用通過電解，在陽 極上放電產(chǎn)生強氧化基團——羥基自由基('OH)、陰極得到電子形成H202， 陰陽兩極協(xié)同作用實現(xiàn)對苯酚污染物氧化分解，以上工藝存在操作過程過于 復(fù)雜，能耗高等問題。專利CN200410020409. 6采用Fe20.,/Al20:,催化劑與雙氧 水(過氧化氫)配合使用，能較好的降解酚類有機物，但是在常溫下酚類去 除率較低，需要在較高溫度下才能有很好的去除率。單純利用雙氧水降解水 中酚類有機物的技術(shù)一般需要其他的輔助手段使雙氧水分解產(chǎn)生自由基，才 能起到一定的降解作用，使得處理過程中需要增加額外的處理設(shè)備。例如專 利CN200410053425. 5采用了一種帶有UV燈的反應(yīng)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是利用納米復(fù)合物的高效催化特性，提供 一種納米復(fù)合物，并將該納米復(fù)合物應(yīng)用于處理酚類廢水的方法中，從而克 服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，實現(xiàn)操作過程簡單、快速、低能耗、無須特定裝備的 酚類廢水處理方法。
4本發(fā)明提供一種納米復(fù)合物，其特征在于，所述納米復(fù)合物由碳納米管 和磁性納米顆粒混合而成，兩者的混合比例以質(zhì)量比表示為1: 10 1: 2。
所述的碳納米管采用直徑小于100nm的多壁碳納米管。更優(yōu)選的多壁碳 納米管的直徑可以是30 50nm。
所述的磁性納米顆粒為磁性四氧化三鐵顆粒，更優(yōu)選的磁性四氧化三鐵 顆粒粒徑小于100nm。所述的碳納米管和磁性納米顆粒的混合比例(質(zhì)量比) 優(yōu)選的是l: 5。
本發(fā)明還提供所述的納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用。
所述的納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用方法，其特征在于，包括以 下步驟
a) 將納米復(fù)合物按照一定比例加入到酚類廢水中，
b) 加入一定濃度的過氧化氫，處理0.5 5小時，
c) 將納米復(fù)合物經(jīng)吸附分離。
步驟a中，將所述納米復(fù)合物按照以下比例加入到酚類廢水中在酚類 質(zhì)量濃度為0. 2 4g*L—'的范圍內(nèi)，所述納米復(fù)合物與酚類廢水的比例以質(zhì)量 比表示為l: 500 10: 500，優(yōu)選比例為3: 500。
步驟b中，所述的過氧化氫在酚類廢水中的濃度為100mM 800mM，處理 0. 5 5小時。
步驟c中，將納米復(fù)合物優(yōu)選經(jīng)磁吸附法吸附分離。
具體實施例方式
下面用實施例進一步說明本發(fā)明的工作流程和功效，但本發(fā)明并不受其 限制。 實施例1
第一步，將直徑為20nm的多壁碳納米管、顆粒為直徑為30nm的磁性四 氧化三鐵，按照質(zhì)量比l: 5混合。
第二步，含苯酚終濃度為0.25 g，L—1的溶液與第一步的納米復(fù)合物按照質(zhì) 量比500: 3混合。
第三步，在第二步溶液中加入過氧化氫，使得過氧化氫的濃度為500mM， 混勻，靜置3小時。
5第四步，對第三步溶液采用磁吸附法將水中的納米復(fù)合物與溶液分離。
第五步，測定第四步溶液中苯酚濃度(采用4-氨基安替比林分光光度法 測定苯酚濃度)，計算苯酚去除率為100%。 實施例2
第一步，將直徑為30mn的多壁碳納米管、顆粒為直徑為50nm的磁性四 氧化三鐵，按照質(zhì)量比l: IO混合。
第二步，含苯酚終濃度為0.25 g*L"的溶液與第一步的納米復(fù)合物按照質(zhì) 量比500: 3混合。
第三步，在第二步溶液中加入過氧化氫，使得過氧化氫的濃度為500mM。 混勻，靜置0.5小時。
第四步，對第三步溶液采用磁吸附法將水中的納米復(fù)合物與溶液分離。
第五步，測定第四步溶液中苯酚濃度(采用4-氨基安替比林分光光度法 測定苯酚濃度)，計算苯酚去除率為87.4%。
與實施例1相比，本實施例中多壁碳納米管、磁性納米顆粒按照質(zhì)量比1-10混合，處理時間減少，苯酚去除率稍有下降。 實施例3
第一步，將直徑為50nm的多壁碳納米管、顆粒為直徑為50mn的磁性四 氧化三鐵，按照質(zhì)量比l: 2混合。
第二步，含苯酚終濃度為0.25 g，L'1的溶液與第一步的納米復(fù)合物按照質(zhì) 量比500: 3混合。
第三步，在第二步溶液中加入過氧化氫，使得過氧化氫的濃度為100mM。 混勻，靜置3小時。
第四步，對第三步溶液采用磁吸附法將水中的納米復(fù)合物與溶液分離。
第五步，測定第四步溶液中苯酚濃度(采用4-氨基安替比林分光光度法 測定苯酚濃度)，計算苯酚去除率為89.6%。
與實施例1相比，本實施例中多壁碳納米管、磁性納米顆粒按照質(zhì)量比1: 2混合，降低過氧化氫濃度，苯酚去除率稍有下降。 實施例4
第一步，將直徑為30mn的多壁碳納米管、顆粒為直徑為80nm的磁性四 氧化三鐵，按照質(zhì)量比l: 5混合。第二步，含苯酚終濃度為1 g，L—1的溶液與第一步的納米復(fù)合物按照質(zhì)量 比500: 3混合。
第三步，在第二步溶液中加入過氧化氫，使得過氧化氫的濃度為500mM。
混勻，靜置3小時。
第四步，對第三步溶液采用磁吸附法將水中的納米復(fù)合物與溶液分離。 第五步，測定第四步溶液中苯酚濃度(采用4-氨基安替比林分光光度法
測定苯酚濃度)，計算苯酚去除率為100%。
與實施例1相比，本實施例中苯酚濃度提高至實施例1的4倍，說明本發(fā)
明可以適用于較寬的苯酚濃度范圍。
實施例5
第一步，將直徑為30mn的多壁碳納米管、顆粒為直徑為80nm的磁性四 氧化三鐵，按照質(zhì)量比l: 5混合。
第二步，含苯酚終濃度為3.8 g，U1的溶液與第一步的納米復(fù)合物按照質(zhì) 量比500: 3混合。
第三步，在第二步溶液中加入過氧化氫，使得過氧化氫的濃度為800mM。 混勻，靜置5小時。
第四步，對第三步溶液采用磁吸附法將水中的納米復(fù)合物與溶液分離。
第五步，測定第四步溶液中苯酚濃度(采用4-氨基安替比林分光光度法 測定苯酚濃度)，計算苯酚去除率為100%。
與實施例1相比，本實施例中苯酚濃度提高至實施例1的16倍，處理時 間延長，增加了過氧化氫濃度。說明本發(fā)明可以適用于較寬的苯酚濃度范圍。 實施例6
第一步，將直徑為90nm的多壁碳納米管、顆粒為直徑為90nm的磁性四 氧化三鐵)按照質(zhì)量比l: 5混合。
第二步，含苯酚終濃度為0.25 g，L'1的溶液與第一步的納米復(fù)合物按照質(zhì) 量比500: 3混合。
第三步，靜置3小時。
第四步，對第三步溶液采用磁吸附法將水中的納米復(fù)合物與溶液分離。 第五步，測定第四步溶液中苯酚濃度(采用4-氨基安替比林分光光度法 測定苯酚濃度)，計算苯酚去除率為20. 5%。與實施例l相比，本實施例中沒有加入過氧化氫，苯酚去除率顯著下降。
實施例7
第一步，含苯酚終濃度為0.25 g'L—1的溶液與顆粒為直徑為90nm的磁性 四氧化三鐵，按照質(zhì)量比1000: 5混合。
第二步，在第一步溶液中加入過氧化氫，使得過氧化氫的濃度為500niM。 混勻，靜置3小時。
第三步，對第二步溶液采用磁吸附法將水中的納米復(fù)合物與溶液分離。
第四步，測定第三步溶液中苯酚濃度(采用4-氨基安替比林分光光度法 測定苯酚濃度)，計算苯酚去除率為53. 5%。
與實施例l相比，本實施例中沒有加入碳納米管，苯酚去除率顯著下降。
權(quán)利要求
1、一種納米復(fù)合物，其特征在于，所述納米復(fù)合物由碳納米管和磁性納米顆粒混合而成，兩者的混合比例以質(zhì)量比表示為110～12。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合物，其特征在于，碳納米管和磁性納 米顆粒的混合比例以質(zhì)量比表示為1: 5。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合物，其特征在于，所述的碳納米管為直徑小于100nm的多壁碳納米管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的納米復(fù)合物，其特征在于，所述的 磁性納米顆粒為磁性四氧化三鐵顆粒。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米復(fù)合物，其特征在于，所述的磁性四氧化 三鐵顆粒粒徑小于100nm。
6、 權(quán)利要求1 3、5任一項所述的納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用。
7、 權(quán)利要求4所述的納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用方法，其 特征在于，包括以下步驟a) 將所述納米復(fù)合物按照以下比例加入到酚類廢水中在酚類質(zhì)量 濃度為0.2 4g*L—^的范圍內(nèi)，所述納米復(fù)合物與酚類廢水的比例以質(zhì)量比表示為1: 500 10: 500;b) 加入以下濃度的過氧化氫，處理0.5 5小時，所述的過氧化氫在 酚類廢水中的濃度為100mM 800mM;c) 將納米復(fù)合物經(jīng)吸附分離。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用方法，其 特征在于，包括以下步驟a) 將所述納米復(fù)合物按照以下比例加入到酚類廢水中在酚類質(zhì)量 濃度為0.2 4g，L—t的范圍內(nèi)，所述納米復(fù)合物與酚類廢水的比例以質(zhì)量比表示為1: 500 10: 500;b) 加入以下濃度的過氧化氫，處理0.5 5小時，所述的過氧化氫在 酚類廢水中的濃度為100mM 800mM;c) 將納米復(fù)合物經(jīng)吸附分離。
10、根據(jù)權(quán)利要求8、 9任一項所述的納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用方法，其特征在于，包括以下步驟a) 將所述納米復(fù)合物按照以下比例加入到酚類廢水中在酚類質(zhì)量濃度為0.2 4g*L—'的范圍內(nèi)，所述納米復(fù)合物與酚類廢水的比例以質(zhì)量 比表示為3: 500，b) 加入以下濃度的過氧化氫，處理O. 5 5小時，所述的過氧化氫在 酚類廢水中的濃度為500mM，c) 將納米復(fù)合物經(jīng)磁吸附法吸附分離。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種納米復(fù)合物、該納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用及其應(yīng)用方法。所述納米復(fù)合物由碳納米管和磁性納米顆粒混合而成，兩者的混合比例以質(zhì)量比表示為1∶10～1∶2。本發(fā)明還提供所述的納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用。所述的納米復(fù)合物在處理酚類廢水中的應(yīng)用方法包括以下步驟a)將納米復(fù)合物按照一定比例加入到酚類廢水中。b)加入一定濃度的過氧化氫，處理0.5～5小時。c)將納米復(fù)合物經(jīng)吸附分離。
文檔編號C02F1/28GK101450822SQ200810203560
公開日2009年6月10日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者左小磊, 樊春海, 鈞 胡 申請人:中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所