[发明专利]一种利用无定形红磷促进三价铁/过氧化氢体系降解环境污染物的方法

说明书

本发明属于环境污染物处理技术领域，具体涉及一种利用无定形红磷促进三价铁/过氧化氢体系降解环境污染物的方法。本发明提供一种高效活化过氧化氢的Fenton体系。所述Fenton体系包括红磷、过氧化氢和Fe³⁺。该Fenton体系以水环境中广泛存在的Fe³⁺作为Fenton反应的前驱体，利用红磷将Fe³⁺还原为Fe²⁺，使其与H₂O₂发生Fenton反应产生·OH降解污染物。与此同时，新形成的Fe³⁺会进一步被红磷还原，因此，本发明无需加入不稳定的Fe²⁺试剂。此外，本发明方法具有H₂O₂活化效率高，快速的动力循环，pH应用范围广，污染物降解效率高，可对多种污染物以及多种实际水体中污染物进行有效降解等优点。

技术领域

本发明属于环境污染物处理技术领域，具体涉及一种利用无定形红磷促进三价铁/过氧化氢体系降解环境污染物的方法。

背景技术

近年来，环境类污染物(包括消炎药、抗生素、有机染料等)在日常生活及工业生产中的大量使用，使其在环境中广泛存在，尤其是在水环境中的出现及其对水生生物的潜在危害近年来引起了全球的广泛关注。研究表明，许多环境类污染物，虽然并不是持久性难降解有机物，但是由于它们的大量产出与消耗，它们会通过污水处理厂、农业径流、水产养殖和药物生产等方式不断释放到水环境中，随着时间的推移，就会存在于地表水、地下水甚至累积在农作物中，从而对生态环境造成潜在的危害。因此，对含环境污染物废水的处理和控制，发展一种高效的环境污染物废水降解技术是非常迫切需要的。

目前，国内外对环境类污染物的处理处置技术主要为高级氧化法，其包括Fenton法、过硫酸盐活化、光催化、电催化等。在这些方法当中，经典的Fenton法颇受欢迎，因为Fenton法反应条件温和，对温度和压力没有要求，使用范围广，处理效率高。但是，传统的Fenton法必须保证足够的二价铁离子(Fe²⁺)，Fe²⁺作为催化剂活化H₂O₂产生羟基自由基(·OH)，自身则氧化为Fe³⁺。虽然在理论上Fe³⁺能够被H₂O₂再次还原为Fe²⁺，但实际上Fe³⁺在Fenton体系当中只有极少部分被还原，因此之间动力循环较为困难。比如，中国专利CN104310567A报道了利用原儿茶酸促进动力循环的方法，但是原儿茶酸是一种有机物，其本身会被H₂O₂活化产生的·OH而降解，因此需要不停地加入原儿茶酸，从而反应试剂成本的增加。此外，Fenton法需要在酸性条件下进行，如中国专利CN 107686156 A报道了一种高效降解水中有机污染物的Fenton方法，该方法处理废水需要大量酸调节pH，处理后废水显酸性，需要加碱回调，造成处理成本增加。

综上所述可见，采用传统的Fenton法处理环境类污染物仍然存在诸多不足，因此亟需开发一种Fe²⁺投加量少，H₂O₂的利用率高，pH应用范围广，动力循环迅速，污染物降解效率高的新型Fenton反应工艺。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种利用无定形红磷促进三价铁/过氧化氢体系降解环境污染物的方法，利用红磷将Fe³⁺还原为Fe²⁺，Fe²⁺和H₂O₂反应产生·OH降解污染物，而新形成的Fe³⁺再次被红磷还原为Fe²⁺，从而形成铁离子的动力学循环并持续产生·OH降解污染物。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：