【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種水體中低濃度全氟和多氟烷基物質(zhì)的吸附和還原脫氟方法，屬于有機(jī)污染物處理。
技術(shù)介紹
1、采用創(chuàng)新且低成本的方法來去除和降解水中的全氟和多氟烷基物質(zhì)(pfas)已成為當(dāng)前研究熱點。高級氧化過程(aop)已被廣泛研究用于pfas降解，然而強c-f鍵(536kj/mol)阻礙了pfas分子的自由基氧化，特別是對pfas呈惰性的羥基自由基(·oh)。現(xiàn)已開發(fā)出各種光催化劑來促進(jìn)pfas的氧化破壞，例如tio2、in2o3、gd2o3和sic/石墨烯，但這些光催化劑通常用于處理散裝水，由于處理量大，散裝水通常會消耗過量的能量。研究表明，現(xiàn)有的去除或分離環(huán)境樣品中pfas的技術(shù)中，吸附是最簡便、快速、有效的措施，尤其是對于低濃度pfas水體。目前已有多種吸附劑如ctab膠束包裹的sio2、交聯(lián)殼聚糖串珠、陰離子交換樹脂等被應(yīng)用于去除水體中的pfas，這些吸附劑主要基于疏水相互作用，靜電吸引以及離子交換識別pfas。但吸附劑再生過程中所用的有機(jī)溶劑常常會造成二次污染。
2、吸附劑吸附pfas后脫附液的處理成為能否徹底去除pfas的重要一環(huán)，因此本專利技術(shù)采用一種吸附富集-脫附解析-水合電子還原水中pfas的方法，徹底去除待處理水中的pfas。共價三嗪基框架(ctf)是一類新興的非溶脹聚合物，通過芳香腈的離子熱三聚反應(yīng)合成，具有非常大的比表面積、均勻和剛性的孔結(jié)構(gòu)、高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及相對較低的成本。pfas具有疏水疏油的特性，在水中碳氟鏈既排斥水分子同時也不親和碳?xì)湮镔|(zhì)，而碳氟鏈之間有相互團(tuán)聚的傾向。因此，可利
3、申請?zhí)枮?01710122426.8的中國專利公開了一種光催化降解全氟化合物的方法。該專利制備雙模型介孔sio2材料bmms，以磷鎢酸作為活性組分，通過浸漬法制備得到hpw/bmms催化劑，在紫外燈下加入催化劑，實現(xiàn)全氟化合物的降解脫氟。該系統(tǒng)對低濃度全氟化合物處理效果差，10mg/l的pfas溶液在紫外下照射4h，僅能去除40％。
4、申請?zhí)枮?01710098400.4的中國專利公開了一種高效吸附pfas效能的污泥基活性炭及其制備方法與應(yīng)用。該專利經(jīng)過干燥、活化、高溫碳化處理、酸浸、洗滌和烘干處理制備污泥基活性炭，對于低濃度pfas的吸附去除率高達(dá)99.9％和71.0％。但該吸附劑有效ph范圍較窄，重復(fù)使用性差，且活性炭對于疏水疏脂的pfcs的吸附效果比較差。
5、申請?zhí)枮?02210813328.x的中國專利公開了一種鈰摻雜高結(jié)晶氮化碳吸附劑的制備及其在吸附新興污染物中的應(yīng)用，該專利制備得到的鈰摻雜高結(jié)晶氮化碳吸附劑比表面積增大、吸附活性位點增多、吸附性能及速率提高，但存在金屬溶出造成二次污染的問題。
6、申請?zhí)枮?02210339442.3的中國專利公開了一種活化過硫酸鹽和o2協(xié)同降解全氟化合物的電化學(xué)方法。該專利通過一步合成法原位形成摻雜了鐵和鎳的雙金屬碳?xì)饽z電極，在該電極表面，能夠原位發(fā)生2電子氧還原反應(yīng)(orr)，產(chǎn)生h2o2，同時電極表面豐富的金屬活性位點在催化h2o2產(chǎn)生羥基自由基(·oh)的同時也能夠活化過氧單磺酸鹽(pms)產(chǎn)生硫酸根自由基(so4.-)，通過這兩種自由基在陰極的協(xié)同作用降解全氟化合物。該系統(tǒng)電極片易發(fā)生金屬溶出，造成二次污染，且回用性較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對低濃度pfas水體，本專利技術(shù)旨在提供一種吸附富集-脫附解析-水合電子還原pfas的方法，在一定程度上解決低濃度pfas水體處理的技術(shù)問題。
2、實現(xiàn)本專利技術(shù)目的的技術(shù)解決方案為：一種吸附富集-脫附解析-水合電子還原水中全氟和多氟烷基物質(zhì)的方法，包括：
3、(1)采用摻氟ctf材料吸附待處理水體中的低濃度pfas；
4、(2)采用含飽和ki溶液的混合溶劑體系脫附步驟(1)中吸附pfas的摻氟ctf材料；
5、(3)利用水合電子還原脫附出來的高濃度pfas。
6、較佳的，摻氟ctf材料通過如下步驟：將四氟對苯二腈和zncl2通過研磨充分混合，于400～500℃下真空煅燒35～40h，清洗、干燥后過篩。
7、具體的，四氟對苯二腈和zncl2的質(zhì)量比為1:6。
8、具體的，干燥后過200-300目篩。
9、較佳的，步驟(1)中，將摻氟ctf材料置于待處理水體中，每30～150ml待處理水體中加入摻氟ctf材料5mg，吸附時間為4h以上。
10、較佳的，待處理水體中的pfas的濃度為10～250ppm。
11、較佳的，步驟(2)中，采用含飽和ki溶液的混合溶劑體系脫附步驟(1)中吸附pfas的摻氟ctf材料，過程如下：將步驟(1)中吸附了pfas的摻氟ctf材料置于含飽和ki溶液的混合溶劑體系中，震蕩條件下脫附4h以上，每30～150ml含飽和ki溶液的混合溶劑體系中加入吸附了pfas的摻氟ctf材料5mg。
12、較佳的，含飽和ki溶液的混合溶劑體系中，混合溶劑由體積比為7:3的甲醇和水組成，飽和ki溶液在體系中濃度為1vol％。
13、較佳的，步驟(3)中，利用水合電子還原脫附出來的高濃度pfas，過程如下：將脫附出來的pfas加水后得到的pfas溶液置于石英玻璃容器中，在uv燈照射下向其中加入na2so3，以還原pfas，pfas溶液的濃度為30～100mg/l，每400mlpfas溶液中加入na2so3100～600mg。
14、具體的，uv燈的功率為10w以上。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果：
16、1、本專利技術(shù)的f-ctf材料，利用靜電作用、疏水作用及材料表面的碳氟鏈對pfas有強吸附作用，對污水中pfas的去除率約為現(xiàn)有ctf材料的4倍。
17、2、根據(jù)本專利技術(shù)實施例，可處理脫附出來的pfas，以免造成二次污染，完成pfas的無害化處理。
18、3、利用含飽和ki溶液的混合溶劑體系中的ki，作為水合電子的助激發(fā)劑，高效還原脫附出來的pfas，達(dá)到節(jié)約資源的目的。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種吸附富集-脫附解析-水合電子還原水中全氟和多氟烷基物質(zhì)的方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，摻氟CTF材料通過如下步驟：將四氟對苯二腈和ZnCl2通過研磨充分混合，于400~500℃下真空煅燒35~40h，清洗、干燥后過篩。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，四氟對苯二腈和ZnCl2的質(zhì)量比為1:6。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，干燥后過200-300目篩。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，將摻氟CTF材料置于待處理水體中，每30~150ml待處理水體中加入摻氟CTF材料5mg，吸附時間為4h以上。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，待處理水體中的PFAS的濃度為10~250ppm。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，采用含飽和KI溶液的混合溶劑體系脫附步驟（1）中吸附PFAS的摻氟CTF材料，過程如下：將步驟（1）中吸附了PFAS的摻氟CTF材料置于含飽和KI溶液的混合溶劑體系中，震蕩條件下脫附4h以上，
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，含飽和KI溶液的混合溶劑體系中，混合溶劑由體積比為7:3的甲醇和水組成，飽和KI溶液在體系中濃度為1vol%。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，利用水合電子還原脫附出來的高濃度PFAS，過程如下：將脫附出來的PFAS加水后得到的PFAS溶液置于石英玻璃容器中，在UV燈照射下向其中加入Na2SO3，以還原PFAS，PFAS溶液的濃度為30~100mg/L，每400mlPFAS溶液中加入Na2SO3100~600mg。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，UV燈的功率為10W以上。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種吸附富集-脫附解析-水合電子還原水中全氟和多氟烷基物質(zhì)的方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，摻氟ctf材料通過如下步驟：將四氟對苯二腈和zncl2通過研磨充分混合，于400~500℃下真空煅燒35~40h，清洗、干燥后過篩。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，四氟對苯二腈和zncl2的質(zhì)量比為1:6。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，干燥后過200-300目篩。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，將摻氟ctf材料置于待處理水體中，每30~150ml待處理水體中加入摻氟ctf材料5mg，吸附時間為4h以上。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，待處理水體中的pfas的濃度為10~250ppm。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，采用含飽和ki溶液的混合溶劑體系脫...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳歡，王光艷，王思源，江芳，
申請(專利權(quán))人：南京理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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