[发明专利]一种污水处理剂的制备方法及其在臭氧化水处理中的应用

说明书

一种污水处理剂的制备方法及其在臭氧化水处理中的应用，属于污水处理材料技术领域。将步骤二中的分散液2加入到步骤一中的分散液1中，继续搅拌得到分散液3，再通过氢氧化钠溶液将上述分散液3的pH值调至9‑11，得到分散液4；将步骤三中的分散液4转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢高压反应釜中进行水热反应；反应结束后，冷却至室温，将上清液吸走，再用去离子水和五水乙醇反复洗涤数次；静置分层后，再次吸走含有未反应完杂质的上层清液；将所得下层含水量较少的Co₃O₄/GO复合物进行冷冻干燥，最终得到污水处理剂。采用简易的方法合成了亲疏水性不同的四氧化三钴复合气凝胶，其对亲水/亲脂性的污染物臭氧化降解表现出优异的性能。

技术领域

本发明属于污水处理材料技术领域，具体涉及一种污水处理剂的制备方法及其在臭氧化水处理中的应用。

背景技术

由于现代社会工业化的快速发展，环境问题日益突出，其中防止水污染和净化水资源已经成一个亟待解决的严重问题。在实际的工业生产等产生的废水中既有亲水性的有机物，也有亲脂性的有机物，这些污染物对人体健康和生态系统有巨大的潜在危害。

臭氧氧化法是利用臭氧（O₃）较强的氧化性质从而达到氧化多种有机污染物的目的，这些污染物经过脱色、去毒、分解、降解，最终可以完全矿化为水和二氧化碳，在污水处理领域具有很强的前景。单独的臭氧化其降解效率往往较为低下。催化臭氧化技术是利用催化剂在常温下强化臭氧氧化的高级氧化过程，其催化降解效率往往高于单一的臭氧化过程。

四氧化三钴具有高表面密度的羟基，通常表现出亲水性的，这就限制了臭氧化降解水溶液中亲脂性污染物的性能。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种污水处理剂的制备方法及其在臭氧化水处理中的应用。

本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种污水处理剂的制备方法，按照下述步骤依次进行：

步骤一：称取一定量的氧化石墨烯溶解于超纯水中，并进行超声处理得到均匀的悬浊液，标记为分散液1；

步骤二：将一定量的六水硝酸钴、六亚甲基四胺和交联剂溶于一定量的超纯水中，将混合物搅拌，得到分散液2；

步骤三：将步骤二中的分散液2加入到步骤一中的分散液1中，继续搅拌得到分散液3，再通过氢氧化钠溶液将上述分散液3的pH值调至9-11，得到分散液4；

步骤四：将步骤三中的分散液4转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢高压反应釜中进行水热反应；

步骤五：反应结束后，冷却至室温，将上清液吸走，再用去离子水和五水乙醇反复洗涤数次；

步骤六：静置分层后，再次吸走含有未反应完杂质的上层清液；将所得下层含水量较少的四氧化三钴/氧化石墨烯复合物进行冷冻干燥，最终得到污水处理剂。

作为本发明的进一步改进，步骤二中所述的交联剂为L-赖氨酸，步骤六中所得的污水处理剂为亲水性四氧化三钴复合气凝胶。

作为本发明的进一步改进，步骤二中所述的交联剂为L-色氨酸，步骤六中所得的污水处理剂为疏水性四氧化三钴复合气凝胶。

作为本发明的进一步改进，步骤一中的分散液1的体积为40mL，浓度为40-80mg/L。

作为本发明的进一步改进，步骤二中的六水硝酸钴、六亚甲基四胺和交联剂的质量分别为0.48-0.84g、0.16-0.28g和10-30mg。

作为本发明的进一步改进，步骤四中的水热反应温度100-150ºC，水热时间为8-16h。

作为本发明的进一步改进，步骤六中所述的冷冻干燥的温度为-50℃—-30℃，干燥时间为24h—48h。

一种污水处理剂在臭氧化水处理中的应用，按照下述步骤依次进行：