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专利号: 2024111649495
申请人: 合肥供水集团有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种降解水中全氟辛酸的处理方法,其特征在于,其包括以下步骤:将含有全氟辛酸的待处理废水引入废水处理装置,加入复合光催化剂并搅拌,在200~

700nm的紫外光下处理0.5~3h,所述复合光催化剂与所述待处理废水的质量体积比为1:

100~1:800;

所述复合光催化剂的制备包括以下步骤:

S1、提供二氧化硅球模板;

S2、制备生物炭:以秸秆为原料,进行清洗、粉碎和干燥,得到预处理后的生物质原料,在400~700℃的缺氧条件下进行高温热解,保持3~6h,得到生物炭前驱体粉末;

向所述生物炭前驱体粉末中加入稻草纤维,所述稻草纤维的制备方法包括:对稻草纤维进行清洗、干燥,将干燥后的稻草纤维研磨至过200目筛,得到预处理后的稻草纤维;

将所述预处理后的稻草纤维在缺氧环境下于200~400℃高温热解2h,得到稻草纤维粉末;

对所述稻草纤维改性:

将所述稻草纤维粉末按照质量体积比1:10的比例与1mmol/L的过氧化氢溶液混合,于

60℃下搅拌10min,过滤后使用去离子水洗涤、干燥后得到改性稻草纤维粉末;

将改性稻草纤维粉末与所述生物炭前驱体粉末按照质量比1:5~1:8的比例混合,搅拌

5min,得到混合前驱体粉末;

S3、生物炭沉积:将所述混合前驱体粉末按照质量体积比1:6的比例分散在去离子水中,形成生物炭悬浮液,将所述二氧化硅球模板加入所述生物炭悬浮液中,超声搅拌3~6h,于80~100℃下干燥12h后,在500‑900℃下炭化,得到生物炭壳层覆盖的二氧化硅球;

S4、去除模板:将所述生物炭壳层覆盖的二氧化硅球浸没于8~20wt%的氢氟酸溶液中,于25℃下静置0.5~1h,过滤得到生物炭固体,使用去离子水清洗生物炭固体,干燥后得到生物炭球;

S5、氧化镓负载:

S501、制备氧化镓前驱体溶液:将硝酸镓以质量体积比1:20~1:80的比例溶解于去离子水中,得到氧化镓前驱体溶液;

S502、将所述生物炭球以质量体积比1:3~1:6的比例浸渍于氧化镓前驱体溶液中,在氮气气氛下于800~1000℃下处理3~4h,得到氧化镓负载的生物炭球;

S6、碳量子点复合:

制备CQDs溶液:将CQDs粉末以质量体积比1:1~1:2的比例加入去离子水中,得到CQDs溶液;

将氧化镓负载的生物炭球与所述CQDs溶液超声混合0.5~2h,于80℃下干燥,得到复合光催化剂。

2.如权利要求1所述的降解水中全氟辛酸的处理方法,其特征在于,所述S1中,二氧化硅球的制备包括以下步骤:S101、将0.5~1mol/L的正硅酸乙酯以1:10的比例溶解于乙醇中,得到透明溶液;

S102、向所述透明溶液中加入氨水,将pH调节至9~11,在60℃下搅拌6~24h,得到二氧化硅溶胶;

S103、将所述溶胶陈化24~36h,离心后洗涤,将得到的固体在80℃下干燥12h,得到二氧化硅球模板。

3.如权利要求1所述的降解水中全氟辛酸的处理方法,其特征在于,所述S2还包括以下步骤:S201、对生物炭表面进行修饰:将所述生物炭前驱体粉末与0.1mol/L的过硫酸钾溶液按照质量体积比1:10的比例混合并搅拌,于60℃下搅拌4~6h后,洗涤并干燥,得到修饰后的生物炭前驱体粉末。

4.如权利要求1所述的降解水中全氟辛酸的处理方法,其特征在于,所述S2还包括:使所述生物炭前驱体粉末过200目筛。

5.如权利要求1所述的降解水中全氟辛酸的处理方法,其特征在于:在加入复合光催化剂时,使用超声波发生器对待处理废水发出超声波进行超声处理,所述超声波发生器发声频率为20~100kHz。

6.一种降解水中全氟辛酸的处理系统,用于如权利要求1~5所述的任意一种降解水中全氟辛酸的处理方法,其特征在于,其包括:废水处理装置,其包括用于盛放待处理废水的废水处理室,用于加入复合光催化剂的加料模块,用于搅拌废水的搅拌模块,以及紫外光模块,所述加料模块、搅拌模块和紫外光模块与电源相连接。

7.如权利要求6所述的降解水中全氟辛酸的处理系统,其特征在于:所述废水处理装置还包括超声波模块,所述超声波模块与所述电源相连接。