[發明專利]一種石墨相氮化碳在去除水中全氟辛酸的應用

在審

• 申請號: 201711462466.3
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108144572A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 胡肖;劉燕;劉占超;倪良;劉建益
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;C02F1/28;B01J20/30;C01B21/082;C02F101/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種石墨相氮化碳在去除水中全氟辛酸的應用，屬于材料制備、分離技術和環境處理領域。本發明提供的一種去除水中全氟辛酸的吸附劑為堿性g?C₃N₄材料，該吸附劑去除水中全氟辛酸的方法具體如下：取環境水樣，加入一定量的g?C₃N₄，調pH后，在常溫下進行吸附；用濾膜過濾后，使用3?溴乙酰基香豆素的丙酮溶液衍生后，進行高效液相色譜?熒光檢測，檢測出殘余PFOA濃度，得到g?C₃N₄的吸附容量。本發明制備的堿性g?C₃N₄材料表現出優異的吸附性能，其能夠對水環境中存在的PFOA進行簡易高效的吸附分離，為分離水環境中PFOA提供一種新的技術手段。

技術領域

本發明涉及一種石墨相氮化碳在去除水中全氟辛酸的應用，屬于材料制備、分離技術和環境處理領域。

背景技術

全氟辛酸（PFOA）是一種典型的全氟化合物，被廣泛用做陰離子表面活性劑。由于其C-F鍵的高鍵能能持久存在于環境中，屬于一種持久性有機污染物（POPs）。PFOA的獨特的理化性質，如親水性和疏油性，使其易溶于水中，并在水中不斷的運輸累積。由于PFOA的廣泛使用和不完全去除，到目前為止，在空氣、水中、土壤、污泥以及動物和人體內都檢出PFOA。因此，在許多與水系中，例如，城市污水，湖泊，沿海水，甚至是自來水中，去除PFOA是非常重要的。然而，PFOA的高穩定性使它很難自然降解，并且傳統降解技術很難分解PFOA。此外，盡管一些特殊的技術，包括微波輔助水熱分解、超聲輔助光催化分解、紫外線照射光化學分解、光催化分解和電化學分解等被提出來應用于PFOA分離降解，但是其應用也受到技術條件和經濟因素約束，比如嚴格的反應條件(溫度、壓力、預處理和各種催化劑)以及高能源消耗和低效率嚴重限制了這些方法的使用。因此，開發出新的在溫和的條件下從水環境中移除PFOA的方法需要解決的熱點問題。

吸附是一種簡單、低成本、環境友好的分離方法，是最有效的去除PFOA的方法之一。各種材料已經應用于全氟辛酸及其鹽類的去除，包括氟烷基鏈改性蒙脫石、氧化鋁、粉狀活性炭、碳納米管、磁性介孔氮化碳、殼聚糖基分子印跡聚合物等。然而，當涉及到實際的應用時，這些方法復雜的制備和改性過程、制備過程中有機溶劑的使用、pH值的影響和共存離子干擾限制了它們的適用性，同時吸附劑難以分離和再生的也限制了它們的重復使用性能。因此，探索新穎、易制備、高效的、可重復使用的PFOA的吸附劑對于提高對于PFOA的吸附效果和去除能力具有重要的意義。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）是一種類似于石墨烯的二維平面結構，其富氮結構（包括均三嗪環和三均三嗪環結構）賦予其良好的堿性，在應用于PFOA的吸附方面具有較大的潛能。據知，到目前為止，還沒有利用g-C₃N₄應用于PFOA吸附分離的報道。

到目前為止，PFOA檢測仍然是一個巨大的挑戰。目前氣相色譜-質譜聯用儀、液相色譜-質譜聯用儀可被用于PFOA的檢測，但是其復雜的樣品預處理過程、昂貴的儀器設備和人員技術要求在一定程度上限制了PFOA的檢測。因此，開發簡單、便宜、敏感性的PFOA的檢測方法具有重要意義。相比之下，高效液相色譜-熒光檢測法是一種PFOA檢測的良好方法。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術中存在的缺陷，如：樣品預處理過程復雜、儀器設備昂貴和對檢測人員在技術要求上要求較高等問題，本發明簡單合成一種新型具有較高吸附能力的堿性g-C₃N₄結構，基于吸附分離技術和高效液相色譜-熒光檢測法，能夠實現對目標污染物PFOA的高效吸附分離、吸附劑的再生以及PFOA快速高效檢測。

本發明提供了一種g-C₃N₄材料的制備方法，采用的技術方案具體如下：