[發明專利]利用活化蒙脫石生物炭復合材料去除水體中雌激素的方法

在審

• 申請號: 201710303997.1
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN108786723A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 田思溶;劉云國;江盧華;曾光明;劉少博;黃熙賢;李江;尹志紅
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34
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本發明涉及蒙脫石復合材料在水處理領域中的應用，公開了一種利用活化蒙脫石生物炭復合材料去除水中雌激素的方法，方法概括以下步驟，復合材料制備步驟：將蒙脫石和谷殼生物質混合，進行水熱碳化，再對所得蒙脫石生物炭復合材料用KOH活化；去除方法包括以下步驟：將活化蒙脫石生物炭復合材料加入雌激素溶液中，進行振蕩，完成對雌激素的吸附去除。本發明通過采用活化蒙脫石生物炭復合材料吸附劑，高效去除了水中雌激素，降低了雌激素對水生生態環境的危害，同時活化蒙脫石生物炭復合材料能實現循環再利用的目的。

技術領域

本發明涉及蒙脫石復合材料在水處理領域中的應用，涉及一種利用活化蒙脫石生物炭復合材料去除水體中雌激素的應用。

背景技術

內分泌干擾物廣泛地存在于水體中，甚至是飲用水中。內分泌干擾物能干擾人和野生物種維持內環境穩定和發展過程的調控。同時，雌激素被認為具有極強的內分泌干擾性和生物活性，在極低濃度下就能引起人體或動物生殖障礙、行為異常和幼體變異。國內外諸多水體的檢測結果表明，以雌二醇和炔雌醇為代表的雌激素普遍存在于城市水體中且濃度多高于干擾閾值，而這些大部分緣于污水處理廠對這類物質的不完全去除。這就導致河流水體中魚和其他水生生物在低濃度下存在潛在的風險。目前常用的去除方法主要有生物處理法、高級氧化法和吸附法。吸附法實質上是吸附劑活性表面對雌激素的吸引，并因其高效、低價和可回收性強等優點受到越來越多的關注，常用吸附劑有活性炭、多壁碳納米管等。

近年來，蒙脫石材料的應用受到廣泛關注。由于對陽離子化學物質的高吸附親和力及其獨特的性能，如大的表面積，獨特的層狀結構，低成本和高膨脹，蒙脫石被使用在醫療和環境污染處理領域。國內外許多學者對蒙脫石處理水體和土壤中的有機物污染進行了相關研究。同時，生物炭有機材料由于具有疏松多孔、排列有序的芳香環片層等結構，使得生物炭在吸附廢水中的重金屬、有機物、染料等污染物方面有很大的潛力。再者，復合材料的使用范圍也備受關注，它們具有去除效率高、操作成本低、功能修改容易等特點。因此，考慮以上，將蒙脫石和谷殼生物質混合，水熱碳化，再對材料進行活化，以此來增加蒙脫石表面的雌激素吸附位點及官能基團的數量和種類，從而提高其對雌激素的吸附能力。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種成本低、吸附效率高、回收利用性強和對污染物去除能力強的利用活化蒙脫石生物炭復合材料去除水體中雌激素的方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為利用水熱碳化的蒙脫石生物炭復合材料經活化后去除水體中雌激素的方法，包括以下步驟：將蒙脫石和谷殼生物質混合水熱碳化，然后對其進行KOH活化；所述得到的復合材料完成對雌激素的吸附去除。

上述的利用活化蒙脫石生物炭復合材料去除水中雌激素的方法中，所述活化蒙脫石生物炭復合材料是通過以下步驟制備得到：

(1)將蒙脫石和生物炭混合，溶于70mL超純水中,將此懸浮液置于100mL反應釜內，于烘干箱內加熱，冷卻，再將其用去離子水徹底洗滌多次，甲醇浸泡洗滌，過濾，烘干。

(2)將步驟(1)中經烘干后的蒙脫石生物炭復合材料加入KOH進行活化，得到活化后的蒙脫石生物炭復合材料。

上述的利用活化蒙脫石生物炭復合材料去除水中雌激素的方法中，所述活化蒙脫石生物炭復合材料的制備步驟(1)中，所述蒙脫石和生物炭混合比例為1:1，所述烘干箱內加熱條件：溫度為180℃，時間為16h。

上述的利用活化蒙脫石生物炭復合材料去除水中雌激素的方法中，所述活化蒙脫石生物炭復合材料的制備步驟(2)中，加入KOH和蒙脫石生物炭復合材料的比例為1％，活化時間為4h。

上述的利用活化蒙脫石生物炭復合材料去除水中雌激素的方法中，所述水體中的雌激素為兩種，雌二醇和雌炔醇。