一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法
技术领域
[0001]
本发明涉及废水处理及资源回收技术领域，尤其涉及一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法。
背景技术：
[0002]
酚类污染物是指一大类相似化合物的总称，是重要的有机化工原料和中间体，是芳香烃环上的氢被羟基取代的一类芳香族化合物。酚类有机物具有难降解和高毒性的特点，其废水是当今世界上危害大、污染范围广的工业废水之一，是环境中水污染的重要来源。酚类有机物在诸多工业领域如煤气、焦化、炼油、冶金、机械制造、玻璃、石油化工、木材纤维、化学有机合成工业、塑料、医药、农药、油漆等排出的废水中广泛存在。
[0003]
目前国内外处理含酚废水主要采用物理法、化学法、生物法。其中物理法包括吸附法、溶剂萃取法、膜分离法、气浮法等。化学法主要是湿式氧化法、等离子体降解法、电芬顿氧化法、光催化降解法等。生物法主要是厌氧活性污泥法、生物膜法、生物接触氧化法、酶催化技术等。
[0004]
中国专利cn101913718a中公开了一种煤化工废水萃取脱酚方法，采用串联双塔两级萃取脱酚，分别采用二异丙基醚和甲基异丁基酮作为一级和二级的萃取剂，步骤繁琐，所需操作较多，运行成本较高。中国专利cn105152869a中公开了一种含酚废水中苯酚的提纯方法，该法经盐析、分层、收集、萃取、分层、收集及减压蒸馏后，得到苯酚，步骤较多，对含酚废水中酚类化合物的多样性选择比较单一。中国专利cn111003904a中公开了一种高浓度含酚废水的资源化处理法，先后经盐酸、非离子聚丙烯酰胺和硅藻粉土的精制除杂，氢气和钯碳催化剂的加氢还原，大孔树脂的吸附，得到酚类有机物，处理及回收周期长，操作繁琐。
技术实现要素：
[0005]
本发明所要解决的技术问题是背景技术中提到的一些缺陷，现有含酚废水修复操作繁琐、运行周期长等问题，提供一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法。
[0006]
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
[0007]
第一方面，本发明提供一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0008]
(1)将含酚废水和有机萃取剂按体积比(0～1):5，置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取20～120min，得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为醇类，二氧化碳的超临界态的温度为35～90℃，压力为7.5～28mpa；
[0009]
(2)将水、g-c3n4前驱体预先置于高温高压反应釜ii中，升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体通入高温高压反应釜ii，进行合成反应0.5～6h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4，其中水的超临界状态温度450～650℃，压力为22.1～35mpa。
[0010]
其进一步地技术方案为，步骤(1)中，所述萃取气体中含有酚类有机物。
[0011]
其进一步地技术方案为，所述酚类有机物包括苯酚、对甲苯酚、间甲苯酚、邻苯二
c3n4目标材料。
具体实施方式
[0030]
下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]
实施例1：一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0032]
(1)将含酚废水和有机萃取剂置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，随后升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取反应120min得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为甲醇，甲醇与含酚废水的液液比ml:ml为1:5，二氧化碳的超临界态的温度为90℃，压力为25mpa，其流速为25l/h，修复后废水中酚类有机物的去除率为91％，萃取气体中溶解有酚类有机物；
[0033]
(2)将水、g-c3n4前驱体置于高温高压反应釜ii中，随后升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体通入反应釜ii，进行合成反应4h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4；其中g-c3n4前驱体为三聚氰胺，g-c3n4前驱体与萃取气体中的酚类有机物的质量比为4:1，水的超临界状态温度450℃，压力为35mpa。
[0034]
实施例2：一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0035]
(1)将含酚废水和有机萃取剂置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，随后升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取反应110min得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为乙醇，乙醇与含酚废水的液液比ml:ml为0.1:5，二氧化碳的超临界态的温度为35℃，压力为23mpa，其流速为12l/h，修复后废水中酚类有机物的去除率为88％，萃取气体中溶解有酚类有机物；
[0036]
(2)将水、g-c3n4前驱体置于高温高压反应釜ii中，随后升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体与氧化性气体(氧气)通入反应釜ii，进行合成反应2h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4；其中g-c3n4前驱体为三聚氰胺和三聚氯氰，g-c3n4前驱体与萃取气体中的酚类有机物的质量比为4:3，氧气流量为12l/h，水的超临界状态温度550℃，压力为30mpa。
[0037]
实施例3：一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0038]
(1)将含酚废水和有机萃取剂置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，随后升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取反应95min得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为甲醇和乙醇的混合物，甲醇和乙醇的混合物与含酚废水的液液比ml:ml为0.8:5，二氧化碳的超临界态的温度为45℃，压力为15mpa，其流速为18l/h，修复后废水中酚类有机物的去除率为92％，萃取气体中溶解有酚类有机物；
[0039]
(2)将水、g-c3n4前驱体置于高温高压反应釜ii中，随后升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体与氧化性气体(臭氧)通入反应釜ii，进行合成反应0.5h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4；其中g-c3n4前驱体为二聚氰胺和二聚胺，g-c3n4前驱体与萃取气体中的酚类有机物的质量比为4:4，臭氧流量为3l/h，水的超临界状态温度650℃，压力为28mpa。
[0040]
实施例4：一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0041]
(1)将含酚废水和有机萃取剂置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，随后升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取反应85min得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为甲醇和乙醇的混合物，甲醇和乙醇的混合物与含酚废水的液液比ml:ml为0.2:5，二氧化碳的超临界态的温度为55℃，压力为28mpa，其流速为34l/h，修复后废水中酚类有机物的去除率为94％，萃取气体中溶解有酚类有机物；
[0042]
(2)将水、g-c3n4前驱体置于高温高压反应釜ii中，随后升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体与惰性气体(氮气)通入反应釜ii，进行合成反应1h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4；其中g-c3n4前驱体为聚氰酸和尿素，g-c3n4前驱体与萃取气体中的酚类有机物的质量比为4:12，氮气流量为9l/h，水的超临界状态温度600℃，压力为25mpa。
[0043]
实施例5：一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0044]
(1)将含酚废水和有机萃取剂置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，随后升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取反应20min得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为甲醇和乙醇的混合物，甲醇和乙醇的混合物与含酚废水的液液比ml:ml为1:5，二氧化碳的超临界态的温度为65℃，压力为20mpa，其流速为22l/h，修复后废水中酚类有机物的去除率为91％，萃取气体中溶解有酚类有机物；
[0045]
(2)将水、g-c3n4前驱体置于高温高压反应釜ii中，随后升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体与惰性气体(氩气)通入反应釜ii，进行合成反应6h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4；其中g-c3n4前驱体为聚氰酸和尿素，g-c3n4前驱体与萃取气体中的酚类有机物的质量比为4:13，氩气流量为0.6l/h，水的超临界状态温度600℃，压力为25mpa。
[0046]
实施例6：一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0047]
1)将含酚废水和有机萃取剂置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，随后升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取反应50min得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为甲醇，甲醇与含酚废水的液液比ml:ml为0.5:5，二氧化碳的超临界态的温度为75℃，压力为7.5mpa，其流速为28l/h，修复后废水中酚类有机物的去除率为87％，萃取气体中溶解有酚类有机物；
[0048]
(2)将水、g-c3n4前驱体置于高温高压反应釜ii中，随后升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体与惰性气体(氦气)通入反应釜ii，进行合成反应3h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4；其中g-c3n4前驱体为聚氰酸和尿素，g-c3n4前驱体与萃取气体中的酚类有机物的质量比为4:16，氮气流量为14l/h，水的超临界状态温度450℃，压力为25mpa。
[0049]
实施例7：一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0050]
(1)将含酚废水和有机萃取剂置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，随后升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取反应75min得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为甲醇和乙醇的混合物，甲醇和乙醇的混合物与含酚废水的液液比ml:ml为0.7:5，二氧化碳的超临界态的温度为45℃，压力为16mpa，其流速为40l/h，修复后废水中酚类有机物的去除率为90％，萃取气体中溶解有酚类有机物；
[0051]
(2)将水、g-c3n4前驱体置于高温高压反应釜ii中，随后升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体与混合气体(氧气和氦气)通入反应釜ii，进行合成反应5h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4，其中g-c3n4前驱体为三聚氰胺、硫脲和氰胺，g-c3n4前驱体与萃取
气体中的酚类有机物的质量比为4:6，混合气体流量为16l/h，水的超临界状态温度550℃，压力为22.1mpa。
[0052]
实施例8：一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0053]
(1)将含酚废水和有机萃取剂置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，随后升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取反应35min得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为甲醇和乙醇的混合物，甲醇和乙醇的混合物与含酚废水的液液比ml:ml为0.8:5，二氧化碳的超临界态的温度为80℃，压力为25mpa，其流速为10l/h，修复后废水中酚类有机物的去除率为91.1％，萃取气体中溶解有酚类有机物；
[0054]
(2)将水、g-c3n4前驱体置于高温高压反应釜ii中，随后升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体与混合气体(臭氧和氮气)通入反应釜ii，进行合成反应4.5h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4；其中g-c3n4前驱体为二聚氰胺、硫脲和尿素，g-c3n4前驱体与萃取气体中的酚类有机物的质量比为4:1，混合气体流量为10l/h，水的超临界状态温度575℃，压力为25mpa。
[0055]
实施例9：一种基于含酚废水合成酚类有机物掺杂g-c3n4的方法，具体步骤如下：
[0056]
(1)将含酚废水和有机萃取剂置于高温高压反应釜i中，通入二氧化碳，随后升温加压至二氧化碳的超临界态，接触萃取反应65min得到修复水体和萃取气体，其中有机萃取剂为甲醇和乙醇的混合物，甲醇和乙醇的混合物与含酚废水的液液比ml:ml为0.9:5，二氧化碳的超临界态的温度为85℃，压力为25mpa，其流速为10l/h，修复后废水中酚类有机物的去除率为92％；
[0057]
(2)将水、g-c3n4前驱体置于高温高压反应釜ii中，随后升温加压至水的超临界状态，将步骤(1)所得萃取气体与混合气体(臭氧和氮气)通入反应釜ii，进行合成反应4.5h，得到酚类有机物掺杂g-c3n4；其中g-c3n4前驱体为二聚氰胺、硫脲和尿素，g-c3n4前驱体与萃取气体中的酚类有机物的质量比为4:4，混合气体流量为1.8l/h，水的超临界状态温度625℃，压力为27.5mpa。
[0058]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0059]
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。