[發(fā)明專(zhuān)利]一種活化過(guò)一硫酸鹽降解阿特拉津的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910492917.0
• 申請(qǐng)日: 2019-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110368957B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑建國(guó);鄭漢;杜江坤;馬長(zhǎng)齡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/043
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/043;C02F1/72;C02F101/38
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

本發(fā)明涉及一種活化過(guò)一硫酸鹽去除阿特拉津的方法，屬于環(huán)境污染修復(fù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)草酸共沉淀亞鐵鹽、硫代硫酸鹽得到草酸亞鐵前驅(qū)體，再經(jīng)過(guò)高溫煅燒，制備磁性多空硫化的三氧化二鐵催化劑材料，其主體成分為γ型的三氧化二鐵以及經(jīng)過(guò)硫代硫酸鹽硫化作用形成的基鐵礬成分：γ型三氧化二鐵的主體結(jié)構(gòu)使得該催化劑材料具有顯著的磁性，同時(shí)經(jīng)過(guò)硫代硫酸鹽的硫化作用，該催化劑材料可在中性條件下有效活化過(guò)一硫酸鹽氧化劑，產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的自由基降解阿特拉津。本發(fā)明中催化劑和氧化劑的利用效率高，在近中性的水體中處理阿特拉津效果顯著；同時(shí)該催化劑材料具有較強(qiáng)的磁性，可以采用磁性分離的方法回收該催化劑材料，避免產(chǎn)生二次污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境污染修復(fù)領(lǐng)域，尤其涉及一種活化過(guò)一硫酸鹽降解阿特拉津的方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求使得我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)迅速崛起，石油化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料等工業(yè)產(chǎn)生的污染日益嚴(yán)重，工廠排放的廢水以及生活污水中都含有大量的有毒有害物質(zhì)，污廢水的成分復(fù)雜，尤其是工業(yè)廢水中含有大量的難降解污染物，不僅難處理，毒性大，還具有一定的富集性，長(zhǎng)期存在于自然界中必將對(duì)水體、土壤、大氣以及人類(lèi)產(chǎn)生危害。

多年來(lái)，三嗪類(lèi)有機(jī)污染物阿特拉津(ATZ)因?yàn)槠涑杀镜汀⒊菪Ч帽粡V泛應(yīng)用于農(nóng)藥中，阿特拉津化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難被降解，在土壤中己經(jīng)有大量的殘留，同時(shí)通過(guò)雨水的沖刷會(huì)流入水體，對(duì)自然界產(chǎn)生了極大的毒害作用。

為了降低水體中難降解污染物的含量，以羥基自由基和硫酸根自由基為基礎(chǔ)的高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，相比于其他常規(guī)的物理、化學(xué)、生物方法處理廢水，高級(jí)氧化技術(shù)可以去除普通生化法難以去除的有毒有害污染物，具有去除效果好、反應(yīng)速率快、無(wú)二次污染、處理設(shè)備簡(jiǎn)單易操作等優(yōu)點(diǎn)。其中，基于硫酸自由基(SO₄^-·)的過(guò)硫酸鹽活化技術(shù)深度處理廢水中難降解有機(jī)污染物是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型高級(jí)氧化技術(shù)。過(guò)一硫酸鹽(PMS)作為一種能產(chǎn)生自由基的常用過(guò)硫酸鹽氧化劑，由于其在常溫下較為穩(wěn)定，因此通常需要外加手段(紫外光、熱、微波、過(guò)渡金屬離子等)進(jìn)行活化才能產(chǎn)生活性自由基。但使用紫外光、熱、微波進(jìn)行活化PMS的時(shí)候，能量消耗大、成本較高，而在使用過(guò)渡金屬離子活化PMS的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生引入二次污染的問(wèn)題。因此通過(guò)綠色環(huán)保的過(guò)渡金屬氧化物活化PMS成為一種新思路。

鐵氧化物是自然環(huán)境中廣泛存在的一類(lèi)鐵礦物，這些氧化鐵來(lái)源豐富、成本低廉、性質(zhì)穩(wěn)定、容易合成、安全性好；其中許多鐵氧化物可以活化PMS形成硫酸自由基去除水體中的有機(jī)污染物，是備受科研工作者關(guān)注和青睞的環(huán)境友好型類(lèi)芬頓催化劑。然而，目前文獻(xiàn)報(bào)道顯示鐵氧化物在活化PMS過(guò)程中，表面的亞鐵離子難以再生，從而導(dǎo)致其催化活性降低，對(duì)污染物的處理效果不佳，此外，常見(jiàn)的氧化鐵材料，許多沒(méi)有磁性，在實(shí)際使用中難以有效的從水體中分離，造成二次污染。因此，開(kāi)發(fā)或制備出高效率、綠色無(wú)毒，易于從水體中分離的新型鐵基氧化物材料，拓寬鐵基氧化物的應(yīng)用范圍，使其能高效活化PMS，將是對(duì)硫酸自由基為主的高級(jí)氧化技術(shù)的一個(gè)重要貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種活化過(guò)一硫酸鹽降解阿特拉津的方法，該方法利用磁性多空硫化的三氧化二鐵催化劑材料活化過(guò)一硫酸鹽(PMS)產(chǎn)生自由基去除阿特拉津；該方法解決了傳統(tǒng)高級(jí)氧化法中鐵氧化物催化劑材料和PMS氧化劑利用效率不高、難以回收、中性pH條件下效果差等問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種活化過(guò)一硫酸鹽降解阿特拉津的方法，包括以下步驟：

S1、制備磁性多空硫化的三氧化二鐵催化劑材料；

S2、取阿特拉津污染液，調(diào)節(jié)其pH為中性；

S3、向步驟S2溶液中加入步驟S1制備的磁性多空硫化的三氧化二鐵催化劑材料，并進(jìn)行攪拌，再加入氧化劑PMS，開(kāi)始反應(yīng)，對(duì)阿特拉津進(jìn)行降解；

在步驟S1中，制備磁性多空硫化的三氧化二鐵催化劑材料具體包括如下步驟：