本發(fā)明涉及污水處理，更具體的說(shuō)是涉及一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法。

背景技術(shù)：

1、全氟化合物(pfass)是一類(lèi)具有極高化學(xué)穩(wěn)定性的合成有機(jī)化合物，被廣泛用于工業(yè)和消費(fèi)品制造中。由于其c-f鍵的特性，全氟化合物像塑料一樣難以自然降解，因此被稱(chēng)為“永久污染物”。全球各地水體中普遍存在的pfass已成為國(guó)際關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。它們不僅對(duì)水資源安全構(gòu)成威脅，還可能對(duì)生物健康造成影響，引發(fā)肝臟疾病、生育問(wèn)題和癌癥等健康問(wèn)題。

2、目前常見(jiàn)的全氟化合物降解技術(shù)包括高級(jí)氧化技術(shù)、電化學(xué)氧化、光催化和生物降解方法。然而，這些方法對(duì)全氟化合物的去除效果仍然不盡如人意。電化學(xué)方法操作成本高且容易導(dǎo)致電極材料磨損和腐蝕；光催化技術(shù)受到光源限制且催化劑回收困難；生物降解速度較慢，難以應(yīng)對(duì)高濃度污染。國(guó)內(nèi)對(duì)pfass的研究起步較晚，目前主要采用傳統(tǒng)的物理吸附和化學(xué)氧化方法。物理吸附雖然簡(jiǎn)單低成本，但存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)且需頻繁更換吸附劑；化學(xué)氧化能有效破壞pfass的化學(xué)結(jié)構(gòu)，但對(duì)穩(wěn)定性較強(qiáng)的pfass效果有限，且可能產(chǎn)生有毒中間產(chǎn)物。因此，亟需一種綠色、高效、經(jīng)濟(jì)的處理技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)pfass的污染降解。

3、接觸電催化(cec)降解技術(shù)是一種新興的污染物處理技術(shù)，是一種綠色高效的水處理技術(shù)，因其穩(wěn)定性和優(yōu)異的降解效果而受到廣泛關(guān)注。其基本原理是固液界面發(fā)生快速的接觸與分離時(shí)，由于電子或離子從一種材料轉(zhuǎn)移到另一種材料，導(dǎo)致兩種材料表面帶有相反的電荷。固體表面會(huì)累積電荷，形成局部的電勢(shì)差。這種電勢(shì)差可以推動(dòng)電子從固體表面轉(zhuǎn)移到溶液中的化學(xué)物質(zhì)，從而驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。cec過(guò)程不依賴(lài)外部電源或復(fù)雜化學(xué)品，相較于傳統(tǒng)方法，其在經(jīng)濟(jì)和環(huán)保方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。但目前能產(chǎn)生接觸電效應(yīng)的材料較少且成本較高，新型高效的材料的探索成為了接觸電催化發(fā)展的一個(gè)挑戰(zhàn)。

4、ptfe是一種高性能、耐用的塑料，通常用于制造各種耐高溫、耐腐蝕和耐摩擦的產(chǎn)品，如密封件、管道、閥門(mén)、涂層等，因其特殊性能被用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下作為磁力轉(zhuǎn)子的外表皮材料。然而，在進(jìn)行污染降解或其他方面的科學(xué)研究時(shí)，磁力轉(zhuǎn)子的存在往往作為一個(gè)關(guān)鍵因素而被科研工作者忽視，致使其在科研工作中出現(xiàn)一些不必要的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本方法提供了一種簡(jiǎn)單的基于磁力轉(zhuǎn)子的接觸電催化系統(tǒng)，通過(guò)超聲空化與表面材料為ptfe的磁力轉(zhuǎn)子產(chǎn)生接觸電催化反應(yīng)，在不加其他化學(xué)藥劑的情況下，實(shí)現(xiàn)全氟化合物的高效降解。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，包括以下步驟：

4、將磁力轉(zhuǎn)子置于含有全氟化合物的目標(biāo)溶液中，然后超聲處理。

5、優(yōu)選的，所述全氟化合物為全氟辛酸。

6、優(yōu)選的，所述磁力轉(zhuǎn)子表面材料為ptfe。

7、優(yōu)選的，所述含有全氟化合物的目標(biāo)溶液中全氟化合物的摩爾濃度為0.05mmol/l。

8、優(yōu)選的，超聲功率100w。

9、優(yōu)選的，超聲頻率40khz。

10、優(yōu)選的，所述超聲處理溫度≤30℃。

11、優(yōu)選的，所述超聲處理時(shí)間≥2.5h。

12、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開(kāi)提供了一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，具有如下有益效果：

13、超聲強(qiáng)化可以促進(jìn)催化材料與水之間固液界面發(fā)生快速接觸與分離的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，電子迅速的轉(zhuǎn)移過(guò)程中形成局部電勢(shì)差，從而推動(dòng)電子從催化材料表面轉(zhuǎn)移到溶液中，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程。利用磁力轉(zhuǎn)子超聲強(qiáng)化激活接觸電催化技術(shù)除了能夠迅速激活化學(xué)反應(yīng)并加快反應(yīng)進(jìn)程外，省去了制備催化劑和外加氧化劑的步驟，且磁力轉(zhuǎn)子極其容易獲得，尤其是在實(shí)驗(yàn)室的背景條件下，這不僅為實(shí)驗(yàn)室背景下的污染降解研究提供了啟示，并且為快速且經(jīng)濟(jì)降解水體中的新污染物提供了更大的可能性。

技術(shù)特征：

1.一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，其特征在于，所述全氟化合物為全氟辛酸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，其特征在于，所述磁力轉(zhuǎn)子表面材料為ptfe。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，其特征在于，所述含有全氟化合物的目標(biāo)溶液中全氟化合物的摩爾濃度為0.05mmol/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，其特征在于，超聲功率100w。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，其特征在于，超聲頻率40khz。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，其特征在于，所述超聲處理溫度≤30℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，其特征在于，所述超聲處理時(shí)間≥2.5h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用磁力轉(zhuǎn)子強(qiáng)化超聲去除全氟化合物的方法，向全氟辛酸溶液中投加磁力轉(zhuǎn)子后開(kāi)啟超聲完成對(duì)全氟辛酸的去除。本發(fā)明利用實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的磁力轉(zhuǎn)子作為接觸電催化劑，通過(guò)高頻超聲強(qiáng)化的作用，對(duì)水體中全氟化物高效去除表現(xiàn)出了良好的潛能。相較于常規(guī)的降解方法，本方法無(wú)需額外加入制備復(fù)雜的催化劑及氧化劑。本發(fā)明提供的方法不僅操作簡(jiǎn)單，能耗小，成本低，而且去除污染物的效果明顯，綠色環(huán)保。

技術(shù)研發(fā)人員：銀仁莉,石瑩璽,袁艾,程晨,秦俊豪,李晶,仇榮亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/3/10