申请/专利权人：浙江工业大学;浙江工业大学绍兴研究院

申请日：2021-08-16

公开（公告）日：2023-05-26

公开（公告）号：CN113666450B

主分类号：C02F1/28

分类号：C02F1/28;C02F1/30;H02J7/35;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/34;C02F101/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.26#授权;2021.12.07#实质审查的生效;2021.11.19#公开

摘要：本发明公开了一种吸附和原位光再生协同处理低浓度有机废水的方法，在低浓度有机废水的处理过程中，循环水池内通入废水，废水将水车转鼓底部浸没，水车转鼓的侧壁外表面附着有作为吸附‑光催化基底的“污染物饵”，“污染物饵”包括光催化剂，光催化剂为共价三嗪骨架CTFs作为光催化剂负载在二维碳纳米片上构筑的复合材料；水车转鼓上浸没在废水中的“污染物饵”吸附废水中的有机物，并随着水车转鼓的旋转，吸附有机物的“污染物饵”转到水面以上并暴露在阳光下，实现有机物的光催化下的矿化降解，以及“污染物饵”吸附位点的再生。本发明的方法能对低浓度的有机废水进一步降解处理，废水的处理成本低，且能有效回用水资源，工业应用前景较好。

主权项：1.一种吸附和原位光再生协同处理低浓度有机废水的方法，其特征在于处理废水的装置包括循环水池（1）、电机（3）、太阳能板（2）以及可转动地安装于循环水池（1）内的水车转鼓（9），太阳能板（2）用于给电机（3）供电，电机（3）用于驱动水车转鼓（9）旋转；所述水车转鼓（9）的侧壁外表面附着有作为吸附-光催化基底的“污染物饵”，所述“污染物饵”包括光催化剂，光催化剂为共价三嗪骨架CTFs负载在二维碳纳米片上构筑的复合材料；在低浓度有机废水的处理过程中，循环水池（1）内通入废水，废水将水车转鼓（9）底部浸没；在太阳光辐照下太阳能板（2）给电机（3）供电，并带动水车转鼓（9）旋转，水车转鼓（9）上浸没在废水中的“污染物饵”吸附废水中的有机物，并随着水车转鼓（9）的旋转，吸附有机物的“污染物饵”转到水面以上并暴露在阳光下，“污染物饵”上吸附的有机物在光催化下发生矿化降解，并实现“污染物饵”吸附位点的再生；所述低浓度有机废水的COD值在50-100mgL，有机废水COD值的降解率在80-92%；所述水车转鼓（9）的旋转速率为20~40rpm；所述光催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1：将对苯二腈和吡啶二腈加入石英管中，将石英管中放入至0℃冰水浴中，氮气氛围保护下，将三氟甲磺酸逐滴缓慢加入石英管中，并保持搅拌，搅拌持续1~2h，得到均一粘稠的溶液；S2：然后将石英管转移至电热恒温鼓风干燥箱中，90~110℃温度下保持15~30min，得到透明固状物质；将得到的固体用研钵磨细后，依次用乙醇和水各洗涤数次后，干燥，即得共价三嗪骨架CTFs；S3：将二维碳纳米片分散于水中，然后加入步骤S2制得的CTFs，超声混合，使CTFs在二维碳纳米片层上充分分散；S4：将步骤S3中得到的CTFs负载的二维碳纳米片层混合液在冰模板中冷冻固化1~3h，再冷冻干燥20~25h，即制备完成；步骤S1中，对苯二腈和吡啶二腈的摩尔比是1:0.5~2；步骤S3中，二维碳纳米片与CTFs的质量之比是1:0.5~1.2，所述二维碳纳米片是以片层状的COFs材料为原料，在700-900℃的温度下煅烧碳化2~5h而成；步骤S4中，冷冻固化的温度是-70℃，冷冻干燥是在抽真空下进行，冷冻干燥的温度-45℃，真空度＜2.0Pa；所述水车转鼓（9）包括左端盖和右端盖，左端盖与右端盖之间沿周向均匀设置若干支撑杆，在所有支撑杆的外侧缠绕一圈膜布，膜布作为水车转鼓（9）的筒壁；膜布的外表面均匀附着一层所述“污染物饵”；所述附着一层“污染物饵”的膜布的制备方法如下：M1：将所述光催化剂加入到含有150~250mgL聚乙烯醇和4~6mgL聚氨酯的水溶液中，搅拌1~3h获得粘稠状的“污染物饵”；M2：通过涂布法均匀的将步骤M1中粘稠状的“污染物饵”涂布在膜布的一侧外表面上，形成1-2mm厚的“污染物饵”层，在干燥通风处放置1-2天风干，即制备完成。

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