[發(fā)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(nèi)分泌干擾物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510074022.7
• 申請(qǐng)日: 2015-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN104609636A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永麗;楊穎;郭洪光;梁大山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/12
• 分類號(hào): 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(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種去除水中內(nèi)分泌干擾物的方法。

背景技術(shù)

內(nèi)分泌干擾物(Endocrine?disrupting?chemicals,EDCs)是通過未經(jīng)完全處理的生活污水、制藥廢水或牲畜水產(chǎn)業(yè)糞肥徑流進(jìn)入水環(huán)境，且在水體中富集后濃度會(huì)增加上百倍。而即使是痕量級(jí)別的EDCs亦會(huì)對(duì)長期暴露其中的人體及生物體產(chǎn)生致癌、致突變及干擾生殖系統(tǒng)與激素分泌等危害。由于上述物質(zhì)被頻繁地使用并進(jìn)入環(huán)境水體中，導(dǎo)致其形成“假持續(xù)”(pseudo-persistent)現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)人體健康以及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成長期潛在危害。

目前處理水中微量有機(jī)污染物(內(nèi)分泌干擾物、抗生素等)主要應(yīng)用氯化、臭氧及高級(jí)氧化工藝，而這些方法處理水中的內(nèi)分泌干擾物效果不佳且設(shè)置多段工藝將導(dǎo)致處理成本增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有方法去除水中內(nèi)分泌干擾物的去除效率低，成本高的問題，而提供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(nèi)分泌干擾物的方法。

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(nèi)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(yù)處理的水混合：將單過硫酸鹽與預(yù)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(yù)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(yù)處理的水中內(nèi)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(zhì)量與預(yù)處理的水的質(zhì)量比為1:(1000～10000)；

二、調(diào)節(jié)反應(yīng)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(yù)處理的水的混合溶液的pH值調(diào)節(jié)至6.5～7.5，得到調(diào)節(jié)pH值后的單過硫酸鹽和預(yù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量與質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量比為(1mL～1000mL):1g；

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

步驟三②中所述的FeCl₃·6H₂O與MnCl₂·6H₂O的質(zhì)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(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，再將不銹鋼高壓反應(yīng)釜密封，再將密封的不銹鋼高壓反應(yīng)釜在溫度為200℃～230℃下反應(yīng)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(jìn)行離心分離10min～30min，得到離心分離后的沉淀物質(zhì)；分別使用甲醇和去離子水清洗離心分離后的沉淀物質(zhì)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；