[發明專利]一種利用鐵錳雙相摻雜石墨烯激活單過硫酸鹽去除水中內分泌干擾物的方法

有效

• 申請號: 201510074022.7
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104609636A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 張永麗;楊穎;郭洪光;梁大山
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C02F9/12
• 分類號: C02F9/12;C02F1/28;C02F1/72;C01G49/00;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種利用鐵錳雙相摻雜石墨烯激活單過硫酸鹽去除水中內分泌干擾物的方法，其特征在于一種利用鐵錳雙相摻雜石墨烯激活單過硫酸鹽去除水中內分泌干擾物的方法是按以下步驟完成的：

一、將單過硫酸鹽與預處理的水混合：將單過硫酸鹽與預處理的水混合，再在室溫下和攪拌速度為160r/min～250r/min的條件下攪拌20min～45min，得到單過硫酸鹽和預處理的水的混合溶液；

步驟一中所述的單過硫酸鹽為單過硫酸鉀、單過硫酸銨、單過硫酸鈉和單過硫酸鈣中的一種或其中幾種的混合物；

步驟一中所述的預處理的水中內分泌干擾物的濃度為0.02mg/L～100mg/L；

步驟一中所述的單過硫酸鹽的質量與預處理的水的質量比為1:(1000～10000)；

二、調節反應pH值：在攪拌速度為150r/min～200r/min的條件下使用0.1mol/L～100mol/L的高氯酸和0.1mol/L～100mol/L的氫氧化鈉溶液將單過硫酸鹽和預處理的水的混合溶液的pH值調節至6.5～7.5，得到調節pH值后的單過硫酸鹽和預處理的水的混合溶液；

三、制備鐵錳雙相摻雜石墨烯：

①、將氧化石墨烯加入到質量分數為97％～99％的乙二醇溶液中，再使用超聲波震蕩儀震蕩分散3h～4h，得到氧化石墨烯和乙二醇的混合溶液；

步驟三①中所述的氧化石墨烯的質量與質量分數為97％～99％的乙二醇溶液的體積比為(0.001g～10g):1mL；

②、將檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液在溫度為60℃～75℃下加熱20min～45min，得到加熱后的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液；再向加熱后的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液中加入FeCl₃·6H₂O、尿素和MnCl₂·6H₂O，再在室溫和磁力攪拌速度為100r/min～250r/min的條件下磁力攪拌2h～4h，得到含有鐵錳的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液；

步驟三②中所述的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液中檸檬酸鈉的濃度為60mg/mL～200mg/mL；

步驟三②中所述的加熱后的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液的體積與FeCl₃·6H₂O的質量比為(1mL～1000mL):1g；

步驟三②中所述的FeCl₃·6H₂O與尿素的質量比為(0.01～100):1；

步驟三②中所述的FeCl₃·6H₂O與MnCl₂·6H₂O的質量比為(0.01～1000):1；

③、將氧化石墨烯和乙二醇的混合溶液與含有鐵錳的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液混合，再加入到內襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應釜中，再將不銹鋼高壓反應釜密封，再將密封的不銹鋼高壓反應釜在溫度為200℃～230℃下反應12h～48h，再自然冷卻至室溫，得到黑色懸濁液；

步驟三③中所述的氧化石墨烯和乙二醇的混合溶液與含有鐵錳的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液的體積比為(0.1～50):1；

④、將黑色懸濁液在離心速度為6500r/min～8000r/min下進行離心分離10min～30min，得到離心分離后的沉淀物質；分別使用甲醇和去離子水清洗離心分離后的沉淀物質5次～10次，再在溫度為-18℃～15℃下干燥24h～48h，得到鐵錳雙相摻雜石墨烯；

四、投加鐵錳雙相摻雜石墨烯：將鐵錳雙相摻雜石墨烯加入到調節pH值后的單過硫酸鹽和預處理的水的混合溶液中，反應時間為15min～240min，得到含有鐵錳雙相摻雜石墨烯的水；

步驟四中所述的鐵錳雙相摻雜石墨烯的投加量為1mg/L～200mg/L；

五、采用外磁場分離鐵錳雙相摻雜石墨烯：采用外磁場對含有鐵錳雙相摻雜石墨烯的水進行分離，回收鐵錳雙相摻雜石墨烯，再使用孔徑為0.45μm的玻璃纖維膜對回收的鐵錳雙相摻雜石墨烯進行過濾，再將過濾后的鐵錳雙相摻雜石墨烯在溫度為50℃～75℃下干燥12h～48h，得到再生后的鐵錳雙相摻雜石墨烯和去除水中內分泌干擾物的水。