[发明专利]一种微量钴协同电活化过一硫酸盐的方法及应用

说明书

本发明公开了一种微量钴协同电活化过一硫酸盐的方法及应用，包括：将钴盐、过一硫酸盐、电解质溶液和第一溶剂混合形成混合液，对所述混合液进行通电处理，所述通电处理的时间为2.5‑60min，在通电的条件下，钴离子激活所述过一硫酸盐使其产生自由基。本发明采用均相钴离子协同电活化过一硫酸盐，使用通电的方式，微量钴离子即可高效活化过一硫酸盐，产生硫酸根自由基、羟基自由基、单线态氧和超氧自由基等活性氧物种以降解有机污染物。本发明利用高效、低能耗、低污染的方法活化过一硫酸盐，解决现有活化过一硫酸盐高能耗问题，还大大减少了钴离子的投加量，大大降低了对环境的污染。

技术领域

本发明属于有机污染物废水处理技术领域，特别是涉及一种微量钴协同电活化过一硫酸盐的方法及应用。

背景技术

近年来，电化学方法已成为一种用于消除水体中有机污染物的新型处理技术。在过去的三十年，电化学氧化技术因其具有高度环境兼容性在去除有机污染物方面有巨大优势。在处理实际废水时，与基于羟基自由基的电化学氧化技术相比，基于硫酸根自由基的电化学氧化技术在更宽的pH范围内具有较高的氧化还原电位。众所周知，电活化过硫酸盐(过一硫酸盐PMS和过二硫酸盐PDS)会产生硫酸根自由基。

已有研究表明钴离子是过渡金属中活化过硫酸盐最有效的催化剂之一。值得指出的是，在均相钴离子催化体系中，钴离子的投加量通常较大，而在非均相钴基催化体系中，钴离子的浸出也是不可避免的。因为钴的环境容量较低并具有生物积累毒性，会破坏水环境生态。鉴于此，在保证高效催化效率的前提下，开发一种微量钴协同催化体系具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种微量钴协同电活化过一硫酸盐的方法及应用，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种微量钴协同电活化过一硫酸盐的方法，包括：

将钴盐、过一硫酸盐、电解质溶液和第一溶剂混合形成混合液，对所述混合液进行通电处理，所述通电处理的时间为2.5-60min，在通电的条件下，钴离子激活所述过一硫酸盐使其产生自由基。

可选的，所述第一溶剂为水，例如去离子水、超纯水，也可以为含有机污染物的溶液，例如染料、抗生素溶液。

优选的，所述通电处理的通电时间为10-20min。

优选的，所述通电处理的电流密度为14.3A/m²-171.6A/m²。

更为优选的，所述通电处理的电流密度为28.6A/m²-114.4A/m²。

最为优选的，所述通电处理的电流密度为57.2A/m²。

可选的，所述电解质溶液为硫酸钠溶液、硝酸钠溶液和氯化钠溶液中的一种。

优选的，所述过一硫酸盐的投加量为30μmol/L；

优选的，所述电解质溶液为硫酸钠溶液。

可选的，所述电解质溶液的浓度为10-50mmol/L。

优选的，所述电解质溶液的浓度为10-20mmol/L。

更为优选的，所述电解质溶液的浓度为20mmol/L。

可选的，所述钴盐为硫酸钴、硝酸钴和氯化钴中的一种。

优选的，所述钴盐为硫酸钴。

可选的，所述钴盐的浓度为5-25μmol/L。

优选的，所述钴盐的浓度为10μmol/L。

第二方面，本发明提供了一种微量钴协同电活化过一硫酸盐的方法的应用，包括：