本發明涉及污水深度處理，尤其是指一種磷酸酯杯芳烴在催化高錳酸鉀和過一硫酸鹽深度處理含酚類污染物的廢水中的應用。

背景技術：

1、隨著超分子化學的發展，杯芳經作為第三類超分子主體吸引了許多學者的研究和關注。對于杯芳烴設計，可以通過控制橋連亞甲基苯酚單元數量、對芳香環的橋聯基團的改變來控制其空腔大小、改變其結構性質，從而實現化學修飾，衍生出多種具有高度選擇性的化合物。由于杯芳烴豐富的位點和富含離域π電子的空腔，它可以與大多數金屬離子配位生成配合物。由此可見，技術人員可以通過恰當的化學修飾，制備符合技術需要的杯芳烴衍生物，與污水處理手段相結合，提升污水處理效率。

2、高錳酸鹽(mn(vii))作為一種綠色和選擇性氧化的化學物質，由于其優先氧化富電子部分，而不形成鹵化副產物而引起了相當的關注。在去除水中新興污染物方面，單獨的高錳酸鉀氧化技術具有較強的選擇性，對含有不飽和鍵和富電子基團的新興污染物有一定的去除能力。然而高錳酸鉀需投加量不易掌握，一旦用量過量產生殘余則會使處理后的水中色度明顯升高，并且過量高錳酸鉀的還原產物二氧化錳容易引起管道堵塞。因此，提出一種強化高錳酸鉀氧化效能并降低其用量的方法至關重要。本發明提出一種利用過一硫酸鹽、高錳酸鹽、磷酸酯杯芳烴深度處理污水的方法。

技術實現思路

1、為解決以上技術問題，本發明提供了一種催化高錳酸鉀和過一硫酸鹽深度處理含酚廢水的方法。

2、本發明的目的在于提供一種磷酸酯杯芳烴在催化高錳酸鉀和過一硫酸鹽深度處理含酚類污染物的廢水中的應用，所述磷酸酯杯芳烴的結構式為，分子式為c24h20o20p；所述酚類污染物包括苯酚、甲基酚、硝基酚、氨基酚、鹵代酚、對叔丁基酚、壬基酚、辛基酚、雙酚a、雙酚s、雙酚f、雙酚af、苯二酚和萘酚中的一種或多種。

3、在本發明的一些實施例中，所述磷酸酯杯芳烴的制備方法，包括以下步驟：

4、將對叔丁基苯酚、氯磷酸二乙酯、碘化四丁銨溶解于有機溶劑中，在惰性氣氛保護下，加入堿性溶液并攪拌，加熱回流，得到所述磷酸酯杯芳烴。

5、在本發明的一些實施例中，所述對叔丁基苯酚、氯磷酸二乙酯、碘化四丁銨的摩爾比為1:（4-6）:0.2。

6、在本發明的一些實施例中，所述有機溶劑選自四氯化碳、二氯甲烷?。

7、在本發明的一些實施例中，所述堿性溶液包括氫氧化鈉溶液、氨水；所述堿性物質的質量濃度為50-55%。

8、在本發明的一些實施例中，加熱的溫度為60-80℃，加熱的時間為3-5h。

9、在本發明的一些實施例中，所述磷酸鹽杯芳烴、高錳酸鉀、過一硫酸鹽的質量比為1:（0.025-0.1）:4。

10、在本發明的一些實施例中，所述過一硫酸鹽選自過一硫酸鉀、過一硫酸鈉、過一硫酸銨。

11、在本發明的一些實施例中，所述含酚類污染物的廢水中酚類污染物的濃度為0.01-100?mg/l。

12、在本發明的一些實施例中，處理含酚廢水時，溶液的ph為5~9，示例性地，可以為5、6、7、8、9等，也可以為5~8、5~7等，或者任意兩個數值之間的任意區間值。

13、本發明的反應原理：pc4a與高錳酸鉀氧化酚類化合物生成的六價錳/五價錳，形成穩定的mn6+/mn5+-pc4a絡合物。而過一硫酸鹽可以氧化被絡合穩定的六價錳/五價錳，重新生成七價錳（高錳酸鹽），進一步降解酚類有機污染物。該新型氧化方法極大的降低了高錳酸鉀用量、提高了高錳酸鉀的利用率，并可實現酚類污染物的高效去除。

14、本發明所述含酚類污染物廢水是環境中一種常見的類型的廢水，而苯酚是其中最主要的一種污染物。本發明之所以適用于酚類污染物，是因為高錳酸鉀對酚類化合物比較有效，其次是高錳酸鉀氧化酚類化合物能夠生成六價錳/五價錳，從而與pc4a形成穩定絡合物，進一步可以與過一硫酸鹽（pms）發生電子轉移反應重新生成七價錳。因此，本發明提供一種新型高效的方法加速凈化含酚廢水。

15、本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

16、本發明的高錳酸鉀加入量少，不會引起水體色度問題。

17、本發明能在近中性條件下穩定六價錳/五價錳，尤其是減少了高錳酸鉀的消耗量，在較少高錳投量的條件下，還能夠實現酚類污染物的快速去除。

技術特征：

1.一種磷酸酯杯芳烴在催化高錳酸鉀和過一硫酸鹽深度處理含酚類污染物的廢水中的應用；所述酚類污染物包括苯酚、甲基酚、硝基酚、氨基酚、鹵代酚、對叔丁基酚、壬基酚、辛基酚、雙酚a、雙酚s、雙酚f、雙酚af、苯二酚和萘酚中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述磷酸酯杯芳烴的結構式為，分子式為c24h20o20p。

3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述磷酸酯杯芳烴的制備方法包括以下步驟：

4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述對叔丁基苯酚、氯磷酸二乙酯、碘化四丁銨的摩爾比為1:（4-6）:0.2；

5.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述堿性溶液包括氫氧化鈉溶液、氨水；所述堿性物質的質量濃度為50-55%。

6.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，加熱的溫度為60-80℃，加熱的時間為3-5h。

7.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述磷酸鹽杯芳烴、高錳酸鉀、過一硫酸鹽的質量比為1:（0.025-0.1）:4。

8.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述過一硫酸鹽選自過一硫酸鉀、過一硫酸鈉、過一硫酸銨中的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述含酚類污染物的濃度為0.01-100?mg/l。

10.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，處理含酚類污染物的廢水時，溶液的ph為5~9。

技術總結
本發明屬于污水深度處理領域，涉及一種磷酸酯杯芳烴在催化高錳酸鉀和過一硫酸鹽深度處理含酚類污染物的廢水中的應用。本發明通過將磷酸酯杯芳烴、高錳酸鉀、過一硫酸鹽投入待處理污水中，即可實現污水中新污染物的有效處理。所述磷酸酯杯芳烴，其構筑單元PC4A（PC4A指的磷酸酯杯芳烴，其中，4是單元數，P代表磷酸酯，C4A是4個聚合的杯芳烴），化學式為C24H20O20P，結構式：。本發明Mn6+/Mn5+?PC4A能使亞穩態的六價錳/五價錳穩定存在，有利于循環產生七價錳進一步降解酚類污染物，對于酚類污染物具有良好的消除能力，尤其是提高高錳酸鉀的利用率的同時實現酚類污染物的快速去除。

技術研發人員：周揚,馮雨晴,文睿,秦朗,高源,馬金星,韓彬,江進,張李鎣,洪巧,余杰
受保護的技術使用者：廣東工業大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24