[發(fā)明專利]利用三元復合納米材料去除污水中甲基汞的方法及裝置

有效

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• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111847625B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設計）人: 宋薇;劉皓;郭月;趙冰
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;B01J23/38;B01J23/89;C02F101/30
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發(fā)明公開了一種利用三元復合納米材料去除污水中甲基汞的方法及裝置。所述方法包括：使三元復合納米材料與可能含有甲基汞的污水混合均勻，從而將所述污水中的甲基汞催化降解為二氧化碳、水以及形成在三元復合納米材料上的汞齊。所述裝置包括污水儲存機構、三元復合納米材料儲存機構、降解發(fā)生機構、三元復合納米材料回收機構及降解監(jiān)測機構。本發(fā)明僅利用三元復合納米材料的氧化酶性質即可將甲基汞去除，無需光照及微生物的參與，與生物降解，光催化降解等去除甲基汞的方法相比，具有去除過程簡便，去除效率高，去除速度快，去除成本低等優(yōu)點，同時不產生再次進入水體的汞離子，無二次污染，可實現(xiàn)污水中甲基汞的全去除。

技術領域

本發(fā)明特別涉及一種利用三元復合納米材料去除污水中甲基汞的方法及裝置，屬于污水處理技術領域。

背景技術

在重金屬污染中，汞污染被認為是對人類健康影響最大的污染之一，而甲基汞具有高神經毒性并能透過生物膜，被證明是汞形態(tài)中毒性最強的物質。同時甲基汞可以通過自然水體中的食物鏈進行富集，對食魚生物及人類造成極大的健康隱患。甲基汞主要侵犯人中樞神經系統(tǒng)，導致小腦性運動失調、視野縮小、發(fā)音困難等，同時甲基汞還可隨血液侵入胎兒腦組織，對腦細胞造成廣泛而嚴重損害，形成胎兒水俁病。國際上對甲基汞的去除技術很少，主要包括光降解，生物降解，絮凝和吸附。光降解方法是利用水體中可溶性有機質與甲基汞形成配合物，在光照條件下直接光解，而這種方法降解效率并不高；生物降解是利用微生物的去甲基化作用將甲基汞分解，但是該方法需要很高的成本，且這些微生物也極易受到所處環(huán)境的影響從而降低其生物活性，同時光降解與微生物降解甲基汞的方法處理時間均過長，無法做到快速處理水體污染；絮凝和吸附是通過多孔材料將水體中甲基汞吸附富集的一種方法，然而卻不能真正的處理掉水體中甲基汞，只能將甲基汞富集濃縮，并沒有真正意義上解決水體中甲基汞的污染問題。同時以上技術產生的汞離子，汞單質均會再次進入水體，造成二次污染，并沒有從真正意義上將甲基汞全降解。因此如何高效率，低成本，快速的去除水體中的甲基汞，且避免產生的汞離子、汞單質再次進入水體，成為甲基汞污染處理的一個重要研究方向。

同時水體中甲基汞含量的原位快速準確檢測也是水體污染中一個重要的問題。現(xiàn)今水體中甲基汞檢測的主要方法是電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)，然而該方法需要復雜的樣品前處理過程，且測試時間較長，因而無法快速準確檢測水體中甲基汞含量。表面增強拉曼光譜(SERS)技術是一種快速無損的實時分析檢測手段，相比于傳統(tǒng)的拉曼光譜，SERS技術能夠極大的提高拉曼信號強度，甚至于能夠達到單分子級的檢測，此外SERS技術具有獨特的分子特異性，可有效排除水體中其他物質對檢測的干擾。因此采用SERS技術快速準確檢測降解前/ 后水體中甲基汞含量，進而獲得甲基汞降解效率，對于環(huán)境中的有機汞去除與監(jiān)測有雙重重要意義

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有污水中甲基汞處理技術中的不足，本發(fā)明的第一個目的是提供一種利用三元復合納米材料去除污水中甲基汞的方法，本發(fā)明的第二個目的是提供一種利用三元復合納米材料去除污水中甲基汞的裝置。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種利用三元復合納米材料去除污水中甲基汞的方法，其包括：

提供三元復合納米材料，其具有類氧化物酶催化活性，并且能夠去除甲基汞，所述三元復合納米材料包括氧化還原石墨烯基底，以及，負載于所述氧化還原石墨烯基底上的具有SERS 活性的金屬納米粒子和類水滑石化合物，并且，所述金屬納米粒子均勻分布于所述類水滑石化合物表面；

使所述三元復合納米材料與可能含有甲基汞的污水混合均勻，從而將所述污水中的甲基汞催化降解為二氧化碳、水以及形成在三元復合納米材料上的汞齊。

進一步地，形成在三元復合納米材料上的汞齊可增強其催化降解能力，進而在無需光照及微生物的參與下快速、高效的對含甲基汞的污水進行催化降解處理，同時處理后污水中無汞離子殘留，無二次污染。