[發明專利]納米摻雜鈷二氧化鈦/殼聚糖復合微球光解有機磷農藥廢水

有效

• 申請號: 201210011268.6
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102583636A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 夏紅霞;朱啟紅;李強
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/28;C02F1/56;C02F1/58;B01J31/38;B01J35/08
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技術領域

本發明涉及廢水處理領域，特別涉及利用納米摻雜鈷二氧化鈦/殼聚糖復合微球對有機磷農藥廢水處理的應用領域。?

背景技術

中國是有機磷農藥的生產和使用大國。近年來，我國每年排放的農藥廢水量在10⁸m³以上，其中已進行治理的僅占總量的7％，治理達標的僅占已處理量的1％。因此，對難降解的有機磷農藥廢水的有效處理的研究具有非常重要的現實意義，有利于減少農業污染，保護我們賴以生存的生態環境。目前，國內外對有機磷農藥廢水的處理主要采用生化法，如SBR、接觸氧化法、厭氧折流板反應器等，但用此法處理后的農藥廢水中有機磷的含量仍很高,且其處理工藝復雜、費用較高,有時處理不當會造成二次污染。利用光催化降解污染物越來越受到人們重視，在光催化氧化采用的半導體中,?Ti0₂以其較高的光穩定性和反應活性以及價廉無毒等優點而得到廣泛應用,在水處理和空氣凈化領域具有廣闊的應用前景。Ti0₂具有大量表面羥基，能與殼聚糖通過分子間相互作用而形成TiO₂復合微球，將Ti0₂引入殼聚糖制備雙效殺菌材料已引起極大關注。但Ti0₂納米粒子粒徑小、比表面大、表面能高，在殼聚糖溶液中容易發生團聚，故通常采用表面活性劑對納米TiO₂顆粒表面進行改性以提高其分散性。TiO₂摻雜改性可以進一步提高光催化劑Ti0₂的電子-空穴對的分解率,從而提高光催化活性,顯著提高降解污染物的催化性能。?

若通過一定的技術手段,獲得磁性納米摻雜二氧化鈦與殼聚糖的一維復合微球,有可能克服二者單獨使用時的缺點,?利用殼聚糖優良的吸附和絮凝的特性以及二氧化鈦具有的廣譜、耐久、安全的特點，這將在廢水處理應用上帶來一些重要突破。?

發明內容

本發明的目的在于：針對上述現有技術處理有機磷農藥廢水污染的不足，本研究擬在保證磁性納米TiO₂與殼聚糖復合微球優點的情況下，克服粉末狀材料易聚集、易失活、較難回收和再利用等缺點，擬制成微球，利用制備的微球處理有機磷農藥廢水，提高處理效率，增強分離回收效果。?

本發明的另一目的在于提供上述有機磷農藥廢水凈化劑的制備方法。?

本發明的又一目的在于提供上述有機磷農藥廢水凈化劑的使用方法。?

本發明的目的是通過如下技術措施實現的：?

一種有機磷農藥廢水凈化劑，其特征在于：它是以二氧化鈦為催化劑、殼聚糖為載體制得的復合微球；所述納米二氧化鈦首先要摻雜鈷，然后與殼聚糖通過聚乙烯醇和海藻酸鈉進行包埋、制成納米摻雜鈷二氧化鈦/殼聚糖復合微球，并用于有機磷農藥廢水的處理。聚乙烯醇和海藻酸鈉均為市售產品。

為了進一步提高復合微球的光解性能以及穩定性，還將上述制得的復合微球進行固化處理；所述對復合微球的固化處理中采用的是含1～10%（優選為2%）CaCl₂的飽和硼酸溶液，以質量百分含量計。（含CaCl₂的飽和硼酸溶液按如下配置的：如含2%?CaCl₂的飽和硼酸溶液是稱取2份CaCl₂加入到98份飽和硼酸溶液中）?

一種有機磷農藥廢水凈化劑的制備方法，其特征在于：首先將納米二氧化鈦進行預處理；

稱取一定量的Ti(SO₄)₂固體中溶入100mL蒸餾水，按物質的量的比為100～10:1慢慢加入CoCl₂固體（優選物質的量比為100：1），在轉速100～200?r/min（優選為150r/min）磁力攪拌下形成0.05～0.5?mol·L^-1（優選為0.15?mol·L^-1）的Ti(SO₄)₂溶液，溶液稍靜置后倒入100?mL不銹鋼（內杯為聚四氟乙烯）的潔凈的高壓釜，溶液的最大體積不超過高壓釜體積的75%，烘箱從環境溫度開始升溫到達150～250℃（優選為170℃）后加熱反應2～6?h（優選4?h），反應完畢切斷電源使烘箱自然降溫，冷卻至室溫后取出玻璃基板，經去離子水洗（以BaCl₂溶液檢驗SO₄^2-的存在）、無水乙醇洗后，自然干燥得到摻雜鈷的納米二氧化鈦粉體，待用。