【技術實現步驟摘要】
本申請涉及水處理，特別是涉及一種類芬頓催化體系及在降解對乙酰氨基酚中的應用。
技術介紹
1、近年來，對乙酰氨基酚（acetaminophen，actp）作為一種能有效治療發熱、炎癥、疼痛等病癥的藥物，得到了廣泛的應用，由于生產過程中和人體代謝過程中，大量actp被釋放到水生環境中，也導致了其廣泛存在于全球水環境中，成為全人類面臨的水污染問題之一，對人類健康和生態環境造成了很大的危害。傳統廢水處理方法（如生物法、物理吸附等）難以完全降解actp，因此，迫切需要一種高效、安全、環保、經濟的actp降解處理技術。
2、芬頓（fenton）技術是目前處理污水最快速、高效、環保的高級氧化工藝之一，可在常溫常壓下反應，具有反應速率快、降解效果好及操作簡便等優點，但其存在的h2o2利用率低、ph適用范圍窄、鐵基污泥量大等問題，制約了fenton技術的發展，也難以滿足污水中對乙酰氨基酚的處理要求。
技術實現思路
1、基于此，本申請的主要目的是提供一種類芬頓催化體系，其采用具有納米級厚度與亞微米或微米級橫向尺寸的mxene作為催化劑，耦合h2o2，具有h2o2利用率高、ph適用范圍廣、能耗低、成本低廉等優點，在有光或無光下，均可實現對對乙酰氨基酚的有效降解，滿足含對乙酰氨基酚的污水的處理要求。
2、本申請的第一個方面，提供一種類芬頓催化體系，包括mxene和h2o2。
3、在一些實施例中，所述mxene的化學式為mn+1xntx；其中，n=1-3，m選ti、v、m
4、在一些實施例中，所述mxene為ti3c2tx；所述ti3c2tx的制備方法包括：
5、將氟化鋰與第一鹽酸溶液混合，制備混合溶液；
6、將max相材料加入到混合溶液中，刻蝕反應，進行第一離心，用第二鹽酸溶液洗滌固相，干燥，制備所述ti3c2tx。
7、在一些實施例中，第一鹽酸溶液的摩爾濃度為6-12mol/l；
8、和/或所述氟化鋰與所述第一鹽酸溶液的質量體積比為1g:（10-30）ml；
9、和/或所述max相材料與所述氟化鋰的質量比為（0.3-1）:1；
10、和/或所述第二鹽酸溶液的摩爾濃度為1-3mol/l。
11、在一些實施例中，所述將氟化鋰與第一鹽酸溶液混合的條件包括：在300-800rpm轉速下攪拌60-90?min；
12、和/或所述刻蝕反應的條件包括：25-40℃反應24-72h。
13、在一些實施例中，所述干燥步驟后還包括插層剝離的步驟；所述插層剝離的步驟包括：
14、將干燥后的固相分散在插層劑中，剪切剝離，進行第二離心，取固體部分分散在水中，超聲，進行第三離心，冷凍干燥；
15、所述插層劑包括二氫左旋葡萄糖酮、二甲基亞砜、n,n-二甲基甲酰胺、丙酮、正己烷和乙醇中的至少一種。
16、在一些實施例中，所述干燥后的固相與所述插層劑的質量比為1:（20-30）。
17、在一些實施例中，所述剪切剝離的條件包括：剪切轉速為4000-8000rpm，剪切時間為4-10h。
18、在一些實施例中，所述第一離心的條件為：2500-4000rpm下離心4-10min；
19、和/或所述第二離心的條件為：8000-15000rpm下離心20-60min；
20、和/或所述第三離心的條件為：3000-5000rpm下離心40-80min。
21、本申請的第二個方面，提供了前述類芬頓催化體系在降解對乙酰氨基酚中的應用。
22、本申請的第三個方面，提供了一種降解對乙酰氨基酚的方法，采用前述類芬頓催化體系處理含對乙酰氨基酚的待處理物。
23、本申請的第四個方面，提供了一種去除水中對乙酰基氨基酚的方法，包括如下步驟：
24、將前述mxene加入到含對乙酰基氨基酚的廢水中，加入h2o2，外加或不外加可見光光源，進行反應。
25、在一些實施例中，所述mxene與所述含對乙酰基氨基酚的廢水的質量比為1:（5-20）；
26、和/或所述含對乙酰基氨基酚的廢水中h2o2的添加量為5-20mm；
27、和/或所述含對乙酰基氨基酚的廢水的ph為3-11；
28、和/或所述可見光光源的功率為200-1000w。
29、本申請的有益效果：
30、1、本申請的類芬頓催化體系，采用具有納米級厚度與亞微米或微米級橫向尺寸的mxene作為催化劑，耦合h2o2，具有更大的比表面積和反應位點，能夠充分發揮h2o2與mxene刻蝕反應中留下的高度親氧的單空位或空位團簇缺陷的類芬頓催化反應，加速缺陷位點通過水解或萃取氧氣形成氧化團簇，有利于h2o2的類芬頓催化反應。
31、2、本申請的類芬頓催化體系能夠有效利用太陽光中的可見光，綠色高效，具有h2o2利用率高、ph適用范圍廣、能耗低、成本低廉等優點，在有光或無光下，均可實現對對乙酰氨基酚的有效降解，滿足含對乙酰氨基酚的污水的處理要求。
32、3、本申請的類芬頓催化體系具有較強的可見光吸收轉化能力，較高的actp的去除率。
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1.一種類芬頓催化體系，其特征在于，包括MXene和H2O2。
2.如權利要求1所述的類芬頓催化體系，其特征在于，所述MXene的化學式為Mn+1XnTx；其中，n=1-3，M選Ti、V、Mo、Sc、Zr、W、Cr、Ta、Nb或Hf；X為C或N；Tx選自-OH、-F、-Cl或-O。
3.如權利要求1或2所述的類芬頓催化體系，其特征在于，所述MXene為Ti3C2Tx；
4.如權利要求3所述的類芬頓催化體系，其特征在于，所述第一鹽酸溶液的摩爾濃度為6-12mol/L；
5.如權利要求3所述的類芬頓催化體系，其特征在于，所述干燥的步驟后還包括插層剝離的步驟；
6.如權利要求5所述的類芬頓催化體系，其特征在于，所述干燥后的固相與所述插層劑的質量比為1:（20-30）；
7.如權利要求1-6任一項所述的類芬頓催化體系在降解對乙酰氨基酚中的應用。
8.一種降解對乙酰氨基酚的方法，其特征在于，采用如權利要求1-6任一項所述的類芬頓催化體系處理含對乙酰氨基酚的待處理物；
9.一種去除水中對乙酰基氨基
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述MXene與所述含對乙酰基氨基酚的廢水的質量比為1:（5-20）；
...【技術特征摘要】
1.一種類芬頓催化體系，其特征在于，包括mxene和h2o2。
2.如權利要求1所述的類芬頓催化體系，其特征在于，所述mxene的化學式為mn+1xntx；其中，n=1-3，m選ti、v、mo、sc、zr、w、cr、ta、nb或hf；x為c或n；tx選自-oh、-f、-cl或-o。
3.如權利要求1或2所述的類芬頓催化體系，其特征在于，所述mxene為ti3c2tx；
4.如權利要求3所述的類芬頓催化體系，其特征在于，所述第一鹽酸溶液的摩爾濃度為6-12mol/l；
5.如權利要求3所述的類芬頓催化體系，其特征在于，所述干燥...
【專利技術屬性】
技術研發人員：湯智，李強，趙天慧，吳豐昌，趙曉麗，方夢園，朱俊杰，
申請(專利權)人：中國環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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