[發明專利]一種雙孔徑磁性材料的制備方法及其在分析和去除水中有機氯農藥的應用

在審

• 申請號: 202111351674.2
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN114113382A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 張辰鈺;王慧;孔令儒;何懿;張思佳;張秀蓮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06
• 代理公司: 大連格智知識產權代理有限公司 21238
• 代理人: 劉琦;潘小鐵

本發明公布了一種雙孔徑磁性材料的制備方法及使用其分析和去除水中有機氯農藥的實驗方法，屬于水處理領域。本發明的目的在于解決現有方法對復雜基質中痕量有機氯農藥難吸附、難降解的技術問題。本發明制備了一種兼具微孔和介孔的多孔磁性材料，其是一種具備選擇性吸附和可見光催化的雙功能材料。本發明提供了一種利用雙孔徑磁性材料，既可以用于快速富集水中的有機氯農藥殘留，又可以在太陽光照射下，實現去除和降解有機氯農藥的實驗方法。

技術領域

本發明屬于環境分析領域，涉及一種水中有機氯農藥的分析方法及其降解去除方法；進一步說是一種基于雙孔徑磁性材料的磁固相萃取方法結合氣相色譜和氣相色譜串聯質譜技術，用于定性或定量分析水中的有機氯農藥含量；而且將該材料運用于太陽光催化體系中，可以實現水中有機氯農藥的快速降解和去除。

背景技術

有機氯農藥是一類典型的持久性有機污染物，曾在我國防治農林牧業病蟲害中發揮過重要作用，但大量生產和使用的有機氯在環境中長期殘留，可以通過食物鏈在生物體內富集，對人體健康產生威脅。因此，開發針對于水體中有機氯農藥的快速分析方法，以及高效降解方法，一直是環境分析領域的熱點問題。

磁固相萃取是指以磁性功能材料作為吸附劑，將其加入到樣品溶液或其懸浮液中，當完成了對目標化合物的吸附后，通過外加磁場迅速地與樣品基質進行分離。磁性納米材料具有超順磁性，高比表面積，便于分離回收利用等優點。

近年來，國內外學者通過半導體光催化劑的作用，利用產生的光致空穴以及·OH等活性氧自由基作為“綠色”氧化劑，把氯代有機物逐步脫氯礦化降解為氯離子、CO₂和H₂O等無機物。光催化技術對有機污染物的降解適用范圍廣，降解速率快，礦化率高，二次污染小。但是，由于半導體能帶結構的特性以及光生電子和空穴復合率高等問題的制約，導致其光催化效率較低，大部分材料需要外加紫外光源，增加能耗，限制了該技術的進一步應用。因此，研究、開發不僅具有高的比表面積，保證在低能耗條件下降低光生電子和空穴復合率，而且易于回收利用，是光催化劑應用于水體中有機污染物降解的關鍵問題。

在氯代有機物的分析中，配備電子俘獲檢測器的氣相色譜儀(GC-ECD)是一種非常重要的分析儀器，它可以對含鹵素目標物進行定性、定量分析，而且可以分離復雜的混合物。氣相色譜串聯質譜聯用(GC-MS/MS)充分發揮了氣相色譜的分離作用和質譜高靈敏度的檢測功能，可以實現對混合物更準確的定量和定性分析。

發明內容

本發明的目的在于解決水體中有機氯農藥難檢測、難降解等瓶頸問題，以及現有光催化劑存在能耗高、降解效率低等技術問題，而提供的一種雙孔徑磁性材料的制備方法及使用其分析和去除水中有機氯農藥的實驗方法。

本發明的一種雙孔徑磁性材料的制備方法按以下步驟進行：

(1)制備磁性四氧化三鐵：以無水FeCl₃為原料、二乙二醇為溶劑、聚丙烯酸為表面活性劑，在氬氣保護和磁力攪拌的條件下，混合升溫至220-225℃，并在該溫度下冷凝回流，在氬氣球密閉的條件下反應20-40min，加入氫氧化鈉-二乙二醇溶液，繼續回流冷凝并在氬氣球密閉的條件下反應70-80min，得到磁性四氧化三鐵水溶液；

(2)制備核殼型雙孔徑磁性二氧化硅：

①取CTAB溶解于無水乙醇中，隨后加入磁性四氧化三鐵水溶液和氨水，超聲2-3min后攪拌3-5min，逐滴加入TEOS-乙醇溶液，反應110-130min，產物用1-5％的硝酸銨-乙醇溶液回流洗滌24h，除去模板劑，獲得核殼型磁性介孔二氧化硅；所述TEOS-乙醇溶液的體積比為V_TEOS：V_乙醇＝1：3；