[发明专利]一种利用磁性氧化钛胶束体系去除水体中农药残留的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水体中农药残留的方法。

背景技术

随着现代农业的发展，世界范围内使用的农药品种越来越多，用量不断增加，农药残留导致环境污染，造成生态系统结构和功能的破坏，早已受到国内外的广泛关注。据相关报道，化学农药在施用过程中，只有约20%直接残留在作物上，其余的则通过自然沉降、降水进入土壤、地下水，相当一部分在随地表径流进入湖泊、河流。长期、大量使用的各类农药进入水环境后，引起了诸多水环境污染、生态系统破坏、食品安全等一系列问题。因此研究简单方便快捷的水环境中农药的去除方法对于保护生态环境和人类健康生存都十分必要。目前，农药污染物的去除方法主要有活性炭吸附法、生物降解法和氧化法等。然而，这些方法大多存在处理工艺繁琐、处理成本高以及去除效率低等缺点。

近年来离子型表面活性剂吸附在金属氧化物表面的自组装行为为物理化学家所关注，离子型表面活性剂可在氧化铝、二氧化硅、氧化铁等金属氧化物的表面形成混合胶束自组装体系，有关研究表明基于这种单分子/双分子混合胶束吸附体系建立起来的固相萃取法对于疏水型、两亲型和离子型有机化合物普遍具有很强的吸附能力。

综上所述，现有的环境水样中的农药残留去除技术存在工艺繁琐、处理成本高以及去除效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是要解决水体中的农药残留去除技术存在工艺繁琐、处理成本高以及去除效率低的问题，而提供一种利用磁性氧化钛胶束体系去除水体中农药残留的方法。

一种利用磁性氧化钛胶束体系去除水体中农药残留的方法，具体是按以下步骤完成的：一、制备Fe₃O₄磁流体：首先将FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O完全溶解于蒸馏水中，并在搅拌速度为400rmp～600rmp下从室温升温至80℃～90℃，然后加入NH₃·H₂O，并在温度为80℃～90℃和搅拌速度为400rmp～600rmp条件下反应0.5h～1.5h，然后利用磁铁进行磁性分离，得到黑色固体产物，采用蒸馏水洗涤黑色固体产物，洗涤至洗涤后的废水pH呈中性为止，即得到Fe₃O₄磁流体；步骤一中所述的FeCl₂·4H₂O与FeCl₃·6H₂O的摩尔比为1:(1.9～2)；步骤一中所述的FeCl₂·4H₂O与NH₃·H₂O的摩尔比为1:(8～9)；

二、制备磁性氧化钛纳米颗粒：首先将Fe₃O₄磁流体加入到蒸馏水中，然后加入TiCl₄，并在搅拌速度为400rmp～600rmp下搅拌10min～20min，再加入氢氧化钠水溶液将pH值调节至8.5～9.5，继续在搅拌速度为400rmp～600rmp下搅拌5min～15min，然后在温度为140℃～160℃下反应5h～8h，即得到褐色固体产物，采用蒸馏水洗涤褐色固体产物，洗涤至洗涤后的废水pH呈中性为止，得到洗涤后褐色固体产物，然后在温度为80℃～100℃下对洗涤后褐色固体产物进行烘干，烘干至恒重后即得到磁性氧化钛纳米颗粒；步骤二中所述的Fe₃O₄磁流体的质量与蒸馏水的体积比为1g:(30mL～80mL)；步骤二中所述的Fe₃O₄磁流体的质量与TiCl₄的体积比为1g:(1mL～2mL)；

三、去除农药残留：首先将磁性氧化钛纳米颗粒和表面活性剂加入到待处理水体中，然后在搅拌速度为300rmp～600rmp下搅拌1min～40min，然后利用磁铁进行磁性分离，吸取上清液，采用0.2μm滤膜对上清液进行过滤，过滤后即完成待处理水体中农药残留的去除，得到处理后水体；所述的磁性氧化钛纳米颗粒与表面活性剂质量比为1:(0.5～1.5)；所述的磁性氧化钛纳米颗粒的质量与待处理水体的体积比为1g:(2L～10L)。