本发明涉及环境化学，具体涉及一种氟掺杂碳纳米管及其制备方法与在低温下高效去除酚类污染物的应用。
背景技术：
1、本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
2、水的安全关系着人类的健康和寿命，是人类和社会经济可持续发展的重要保障，也是人们一直所关注的重要问题。水中酚类污染物主要来源于工业活动，如石化、印染和农药制造等行业的废水排放，以及城市粪便污水和农药的使用。酚类污染物不易在环境中自然降解，能够在水体、土壤中累积，并可能进入食物链，影响生物体，如导致鱼类生长缓慢或死亡，甚至改变它们的味道。对人类而言，酚类污染物可能导致急性中毒症状，如腹泻和口腔炎，长期暴露则可能引起慢性健康问题，如皮肤反应和神经系统影响。因此，控制和处理酚类污染对于保护水资源和生态环境至关重要。
3、过硫酸盐高级氧化技术是一种先进的污水处理方法。该技术具有反应速度快、处理效率高、操作简便和环境友好等优点，能够在较短时间内将污染物转化为低毒性或无毒性的小分子物质，甚至直接矿化为二氧化碳和水。此外，过硫酸盐作为氧化剂具有高稳定性、不易挥发和较宽的ph适应范围等特点，但它的确受到温度的影响较大。为了克服低温条件下的这一挑战，研究者们可能采用辅助手段来加速反应，比如增加光源强度、使用更有效的催化剂或者优化反应条件。随着技术的进步，已经有一些研究表明，通过选择合适的活化剂和优化反应条件，过硫酸盐高级氧化技术可以在一定程度上改善其在低温下的性能，确保其在较低温度下也能有效处理污染物，包括酚类化合物。
技术实现思路
1、发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种氟掺杂碳纳米管及其制备方法与在低温下高效去除酚类污染物的应用。
2、为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：
3、第一方面，本发明公开了一种氟掺杂碳纳米管及其制备方法。
4、其中，所述方法包括将碳纳米管经第一煅烧得到煅烧后的碳纳米管，所得煅烧后的碳纳米管与nh4f经第二煅烧得到氟掺杂碳纳米管。
5、其中，所述碳纳米管为商业碳纳米管。
6、其中，所述nh4f的质量为碳纳米管的0.9-1.8倍，优选为1.1-1.6倍，优选为1.3-1.4倍。
7、其中，所述第一煅烧和第二煅烧的温度分别独立地选自450-550℃，优选为490-510℃，优选为500℃。
8、其中，所述第一煅烧和第二煅烧的升温速率分别独立地选自3-9℃/min，优选为4-7℃/min，优选为5℃/min。
9、其中，所述第一煅烧和第二煅烧的时间分别独立地选自1-4h，优选为1.5-3h，优选为2h。
10、其中，所述第一煅烧和第二煅烧均是在惰性气体氛围下进行，优选为氩气氛围。
11、第二方面，本发明公开了上述第一方面所述氟掺杂碳纳米管在去除酚类污染物中的应用。
12、其中，所述酚类化合物包括苯酚、双酚a、四氯苯酚(4-cp)等。
13、其中，所述氟掺杂碳纳米管与过一硫酸盐(pms)共同作用去除酚类污染物，具体为将所述氟掺杂的碳纳米管加入到含酚类污染物的溶液中，并加入过一硫酸盐对污染物去除。
14、其中，所述氟掺杂碳纳米管与过一硫酸盐的质量摩尔比为0.01g:0.5-0.62μmol，优选为0.01g:0.56μmol。
15、其中，去除酚类污染物的体系中，过硫酸盐的用量为0.07-0.15mm/10ppm酚类污染物，优选为0.09-0.13mm/10ppm酚类污染物，优选为0.11mm/10ppm酚类污染物。
16、其中，所述氟掺杂碳纳米管去除酚类污染物中，含酚类污染物水体的温度为-5～30℃，优选为0-25℃，如低温(0-2℃)、5℃、10℃、15℃、20℃等，含酚类污染物水体的ph为3～11，如ph为4、6、8、10。
17、其中，所述氟掺杂碳纳米管去除酚类污染物是在空气氛围下去除酚类污染物。
18、本发明中，所述过一硫酸盐包括过一硫酸氢钾等。
19、现有技术中，基于过硫酸盐的高级氧化技术由于低温环境会减缓pms的活化与污染物的反应速率，导致整个氧化过程的速率下降，从而影响污染物如酚类化合物的去除效率。本发明所提供的提供氟掺杂的碳纳米管通过使用氟化铵对商业碳纳米管进行改性，通过高温热解法，使氟微量的负载在碳纳米管表面，从而增加了其对pms的活化速率和对污染物的反应速率，并能在低温下实现对污染物的的高效降解，解决了过硫酸盐高级氧化技术在低温下对污染物难以高效去除的问题。
20、本发明以商业碳纳米管和氟化铵作为原料，材料简单，较易合成，以一种较为简单的碳基催化剂同时解决了过一硫酸盐活化效率低和在低温下难以进行的问题。本发明在过一硫酸盐的浓度仅为0.11mm下对污染物进行降解，实现了pms极低浓度下污染物的完全高效降解，减少处理后水体的化学残留，有利于达到更严格的排放标准。
21、有益效果：
22、(1)本发明所提供的氟掺杂碳纳米管相较于cnt0和cnt不仅能在常温下适用，在极端环境下(低温)也能够进行，适用范围广。
23、(2)本发明所提供的氟掺杂碳纳米管催化剂使用商业碳纳米管和氟化铵作为原料，材料简单，较易合成。以一种较为简单的碳基催化剂同时解决了过一硫酸盐活化效率低和在低温下难以进行的问题。
24、(3)本发明所提供过的氟掺杂碳纳米管，可使得过一硫酸盐在浓度仅为0.11mm下对污染物进行降解，实现了pms极低浓度下污染物的完全高效降解，减少处理后水体的化学残留，有利于达到更严格的排放标准。
1.一种氟掺杂碳纳米管的制备方法，其特征在于，将碳纳米管经第一煅烧得到煅烧后的碳纳米管，所得煅烧后的碳纳米管与nh4f经第二煅烧得到氟掺杂碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述nh4f的质量为碳纳米管的0.9-1.8倍，优选为1.1-1.6倍，优选为1.3-1.4倍。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一煅烧和第二煅烧的温度分别独立地选自450-550℃，优选为490-510℃，优选为500℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一煅烧和第二煅烧的升温速率分别独立地选自3-9℃/min，优选为4-7℃/min，优选为5℃/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一煅烧和第二煅烧的时间分别独立地选自1-4h，优选为1.5-3h，优选为2h；优选地，所述第一煅烧和第二煅烧均是在惰性气体氛围下进行，优选为氩气氛围。
6.权利要求1-5中任意一项所述方法制备得到的氟掺杂碳纳米管。
7.权利要求6所述氟掺杂碳纳米管在去除酚类污染物中的应用；优选地，所述酚类化合物包括苯酚、双酚a、四氯苯酚。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述氟掺杂碳纳米管与过一硫酸盐去除酚类污染物。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述氟掺杂碳纳米管与过一硫酸盐的质量摩尔比为0.01g:0.5-0.62μmol，优选为0.01g:0.56μmol。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的应用，其特征在于，所述氟掺杂碳纳米管去除酚类污染物的温度为-5～30℃，优选为0-25℃。
