CN109250801A - 一种苯酚废水的处理方法 - Google Patents

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张宇航
滕达
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Abstract

本发明属于苯酚废水处理技术领域，提供了一种苯酚废水的处理方法。本发明采用具有纳米结构的氧化锰材料作为催化剂，在室温条件下对苯酚废水处理，直接得到二氧化碳和水，实现苯酚废水的深度处理。本发明有助于大大提高苯酚废水的降解效率，降低其处理成本，催化剂可以快速还原，方法具有较高的实用价值。该方法工艺流程简单，不需要额外添加其他氧化剂如过氧化氢等，直接在室温空气环境中进行，不引入二次污染，纳米氧化锰颗粒易于过滤，对苯酚的降解效率较高，经济效益显著。纳米氧化锰回收再利用较为简便。

Description

一种苯酚废水的处理方法
技术领域
本发明属于苯酚废水处理技术领域，尤其涉及一种使用纳米氧化锰材料在室温条件下对苯酚废水进行深度处理的方法。
背景技术
苯酚是一种重要的化工原料，用于生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)。但苯酚具有较大的毒性，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中就包含了苯酚。如何有效地处理苯酚废水就成为化工与环境领域一个重要的研究课题。
纳米氧化锰，包括四氧化三锰、三氧化二锰和二氧化锰具有较高的化学活性和催化性能，已经在电化学和催化剂领域得到了广泛研究。纳米氧化锰在酸性条件下具有较强的氧化活性，而苯酚具有较强的还原性，二者反应即可实现苯酚废水的处理，目前用纳米氧化锰处理苯酚废水的研究还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种反应速率快、成本低、分解彻底、稳定性好的分解苯酚废水的方法和应用技术。本发明采用具有纳米结构的氧化锰材料作为催化剂，在室温条件下对苯酚废水处理，直接得到二氧化碳和水，实现苯酚废水的深度处理。本发明有助于大大提高苯酚废水的降解效率，降低其处理成本，催化剂可以快速还原，方法具有较高的实用价值。
本发明的技术方案：
一种苯酚废水的处理方法，步骤如下：
(1)将一定量的高锰酸钾加入到含有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加入还原剂，控制高锰酸钾与还原剂的质量比为1～5:1～10，然后再加入水，控制高锰酸钾的浓度为0.1～0.5g/10-25mL，混合均匀；
(2)设定反应温度为90-160℃，处理时间为1-20h，然后过滤，干燥收集待用，所得的纳米材料为纳米线、纳米棒、纳米球或纳米片结构的四氧化三锰、二氧化锰、三氧化二锰中的一种或两种以上的混合物；
(3)将染苯酚废水在快速搅拌的条件下混合均匀，并用硫酸或盐酸调节pH为1-5；
(4)向步骤(3)得到的混合液中加入步骤(2)得到的纳米材料，混合均匀；控制纳米材料在反应体系中的质量百分比浓度为0.001～1％。
所述的还原剂为乙醇、聚乙烯醇、聚乙二醇、醋酸纤维素或聚乙烯亚胺。
步骤(4)中所用的反应时间为1～60min。
本发明的有益效果：该方法工艺流程简单，不需要额外添加其他氧化剂如过氧化氢等，直接在室温空气环境中进行，不引入二次污染，纳米氧化锰颗粒易于过滤，对苯酚的降解效率较高，经济效益显著。纳米氧化锰回收再利用较为简便。
具体实施方式
以下结合技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1
采用高锰酸钾0.2g，加入10ml乙醇，10ml水，在45ml容量的反应釜中均匀混合，在110℃条件下处理四小时，降温，过滤干燥得到二氧化锰纳米线；
配置100mL浓度为0.1g/L的苯酚溶液，并采用硫酸或盐酸调节pH到2，加入所得的二氧化锰纳米线0.05g置于敞口反应容器中，持续地进行搅拌。经过20min后过滤得清液，并测试前后苯酚浓度的变化，可得苯酚的转化率为97％，生成的苯醌含量浓度低于0.01g/L。
实施例2
取0.2g高锰酸钾，加入0.2g聚乙烯醇6000，加入20ml水，在45毫升容量的反应釜中反应6h，降温过滤，干燥得四氧化三锰纳米棒；
配置100mL浓度为0.05g/L的苯酚溶液，并采用硫酸或盐酸调节pH到2，加入所得的四氧化三锰纳米棒材料0.05g置于敞口反应容器中，持续地进行搅拌。经过20min后过滤得清液，并测试前后苯酚浓度的变化，可得苯酚的转化率为93％，生成的苯醌含量浓度低于0.01g/L。

Claims (3)

1.一种苯酚废水的处理方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将一定量的高锰酸钾加入到含有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加入还原剂，控制高锰酸钾与还原剂的质量比为1～5:1～10，然后再加入水，控制高锰酸钾的浓度为0.1～0.5g/10-25mL，混合均匀；
(2)设定反应温度为90-160℃，处理时间为1-20h，然后过滤，干燥收集待用，所得的纳米材料为纳米线、纳米棒、纳米球或纳米片结构的四氧化三锰、二氧化锰、三氧化二锰中的一种或两种以上的混合物；
(3)将染苯酚废水在快速搅拌的条件下混合均匀，并用硫酸或盐酸调节pH为1-5；
(4)向步骤(3)得到的混合液中加入步骤(2)得到的纳米材料，混合均匀；控制纳米材料在反应体系中的质量百分比浓度为0.001～1％。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的还原剂为乙醇、聚乙烯醇、聚乙二醇、醋酸纤维素或聚乙烯亚胺。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，步骤(4)中所用的反应时间为1～60min。
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