[發(fā)明專利]去除水體中磺胺二甲基嘧啶的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110366473.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN113121004A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董浩然;李睿;田冉;陳潔;解倩倩;李龍;李楊菊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/70
• 分類號(hào): C02F1/70;B01J23/889;C02F101/38
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

本發(fā)明公開了一種去除水體中磺胺二甲基嘧啶的方法，該方法是以納米零價(jià)鐵錳材料為活化劑活化亞硫酸鹽對(duì)磺胺二甲基嘧啶水體進(jìn)行處理；所述納米零價(jià)鐵錳材料中包括零價(jià)鐵和零價(jià)錳，零價(jià)鐵和零價(jià)錳的摩爾比為1～4∶1。本發(fā)明去除水體中磺胺二甲基嘧啶的方法，通過加入零價(jià)金屬錳增強(qiáng)了零價(jià)鐵對(duì)亞硫酸鹽的催化活化能力，使亞硫酸鹽對(duì)磺胺二甲基嘧啶的去除效果顯著增強(qiáng)，去除率提高了10％～20％，具有工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)時(shí)間短、去除效果好、適用范圍廣、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，有著很高的使用價(jià)值和很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種去除水體中磺胺二甲基嘧啶的方法。

背景技術(shù)

具有磺酰胺基和對(duì)氨基的磺胺二甲嘧啶(Sulfamethazine，SMT)是一種主要的磺酰胺類抗生素，可以控制傳染病的傳播，促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)。由于其廣泛的抗菌譜，顯著的抗菌療效和低廉的成本，SMT已被廣泛用于防治人類、家畜和水產(chǎn)養(yǎng)殖中的各種細(xì)菌感染。然而，動(dòng)物攝入SMT后卻不能將其完全吸收，有超過90％的SMT通過動(dòng)物排泄而殘留在環(huán)境中。SMT廣泛地存在于地表水和地下水環(huán)境中，濃度范圍在ng/L到ug/L之間。同時(shí)，由于SMT具有高穩(wěn)定性，常規(guī)的生物廢水處理技術(shù)無法有效地將其去除。當(dāng)磺胺類藥物進(jìn)入人體后，它們將留在人體內(nèi)并積累、損壞人體造血系統(tǒng)，引發(fā)溶血性貧血，甚至有潛在致癌的可能性。因此，環(huán)境中過量存在的SMT已經(jīng)對(duì)自然水體、生物體構(gòu)成了威脅。

以硫酸根自由基為主導(dǎo)的高級(jí)氧化過程，作為一種新興途徑在污水處理領(lǐng)域已經(jīng)成為一大熱點(diǎn)。亞硫酸鹽由于具有毒性低、價(jià)格低廉、制備方便等顯著優(yōu)點(diǎn)，在硫酸根自由基型的高級(jí)氧化體系中得到了越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。納米零價(jià)鐵(nZVI)可以作為一種有效的活化劑，進(jìn)行多相催化，活化亞硫酸鹽發(fā)生自發(fā)氧化過程，因而能夠利用nZVI活化亞硫酸鹽以實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中有機(jī)污染物的去除。然而，在本申請(qǐng)發(fā)明人的實(shí)際研究過程中發(fā)現(xiàn)，由于nZVI具有強(qiáng)還原性，其與亞硫酸鹽發(fā)生反應(yīng)的過程中，nZVI會(huì)與環(huán)境中的氧氣持續(xù)接觸，生成的氧化物或氫氧化物產(chǎn)物會(huì)沉積在nZVI表面形成鈍化膜，阻礙nZVI進(jìn)一步與亞硫酸鹽接觸反應(yīng)，從而降低了nZVI的催化活化能力。因而，如何有效采取措施防止氧化還原產(chǎn)物在nZVI表面上的沉淀，提高nZVI對(duì)亞硫酸鹽的催化活化能力，是本領(lǐng)域急需解決的問題。至今為此，尚未見到如何防止氧化還原產(chǎn)物在nZVI表面上的沉淀，并讓nZVI能夠持續(xù)催化活化亞硫酸鹽進(jìn)行高級(jí)氧化反應(yīng)的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)時(shí)間短、去除效果好、適用范圍廣、環(huán)境友好的去除水體中磺胺二甲基嘧啶的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種去除水體中磺胺二甲基嘧啶的方法，所述方法是以納米零價(jià)鐵錳材料為活化劑活化亞硫酸鹽對(duì)磺胺二甲基嘧啶水體進(jìn)行處理；所述納米零價(jià)鐵錳材料中包括零價(jià)鐵和零價(jià)錳；所述磺胺二甲基嘧啶水體的pH值≤3時(shí)，采用的納米零價(jià)鐵錳材料中零價(jià)鐵和零價(jià)錳的摩爾比為1～4∶1；或，所述磺胺二甲基嘧啶水體的pH值為3～6時(shí)，采用的納米零價(jià)鐵錳材料中零價(jià)鐵和零價(jià)錳的摩爾比為1～2∶1；或，所述磺胺二甲基嘧啶水體的pH值≥6時(shí)，采用的納米零價(jià)鐵錳材料中零價(jià)鐵和零價(jià)錳的摩爾比為2∶1。

上述的去除水體中磺胺二甲基嘧啶的方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述磺胺二甲基嘧啶水體的pH值≤3時(shí)，采用的納米零價(jià)鐵錳材料中零價(jià)鐵和零價(jià)錳的摩爾比為1～2∶1；或，所述磺胺二甲基嘧啶水體的pH值為3～6時(shí)，采用的納米零價(jià)鐵錳材料中零價(jià)鐵和零價(jià)錳的摩爾比為1∶1；或，所述磺胺二甲基嘧啶水體的pH值為6～8時(shí)，采用的納米零價(jià)鐵錳材料中零價(jià)鐵和零價(jià)錳的摩爾比為2∶1。

上述的去除水體中磺胺二甲基嘧啶的方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述納米零價(jià)鐵錳材料的制備方法包括以下步驟：將NaBH₄溶液逐滴加入到Fe³⁺和Mn²⁺的混合溶液進(jìn)行反應(yīng)，得到納米零價(jià)鐵錳材料。