[发明专利]一种去除水中微污染物布洛芬的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域，特别是一种去除水中微污染物布洛芬的方法。

背景技术

布洛芬属于药品及个人护理品(PPCPs)，是一种非甾体类抗炎药，为非处方药。布洛芬抗炎镇痛效果较好，在医疗领域的用量较大。布洛芬经人体或动物摄入后，少部分发生代谢作用，大部分以原药形式通过尿液或粪便进入污水。现有的城市污水处理技术不能完全去除布洛芬，致使大量布洛芬以原药或代谢产物的形式通过污水厂的出水排放、径流或垃圾渗滤液的渗透等途径进入水体环境。

近些年，随着分析检测技术的提高，在不同国家地区的地表水体中都检出了布洛芬，比如德国49个污水厂的出水及受纳水体中均检出了布洛芬，最高浓度为3.4μg/L；在英国，部分地表水体中的布洛芬浓度高达5.0μg/L；与其他国家相比，我国地表水环境中布洛芬的最高检出浓度为1.5μg/L。与工业化学物质及农业杀虫剂、除草剂等污染物不同，自然水环境中的布洛芬不易挥发、物理化学性质稳定、半衰期较长、不易被吸附，使得布洛芬在生态系统中具有较强的持久性、生物累积性和缓慢生物降解性。再加上现有污水厂处理工艺很难将布洛芬有效去除，环境中极易累计低浓度的布洛芬，进而引发生物累积效应，对整个生态圈造成不可预测的影响。

为弱化或消除布洛芬的生态危害，许多学者采用物理化学吸附、生物降解、高级氧化等方法去除水环境中微量的污染物布洛芬。上述方法有一定优势，但也存有一定缺陷，比如吸附法易造成固体废弃物的二次污染；专一性微生物的筛选和驯化难度较大。高级氧化中的化学氧化费用较高，且存在二次污染的风险，因此，如何有效除去水污染物中的布洛芬是需要认真解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种去除水中微污染物布洛芬的方法，可有效解决难生物处理布洛芬废水处理，保护生态环境的问题。

本发明解决的技术方案是，采用钛、铋元素掺杂石墨烯制备出Ti/Bi-石墨烯复合纳米光催化材料，加入到含有布洛芬的废水中，由酸性介质调节混合液的pH值，再在混合液中添加溶解性有机物(DOM)，在可见光源的照射下，利用Ti/Bi-石墨烯复合纳米材料，在DOM的助催化作用下，直接处理含有布洛芬的废水，采用液相色谱测定布洛芬浓度的变化，并计算其去除率，具体由以下方法实现：

(1)、首先制备可见光响应的Ti/Bi-石墨烯复合纳米光催化材料：

以天然鳞片石墨粉为原料，在冰水浴中，将天然鳞片石墨粉10～15g缓慢加入到质量浓度98％的浓硫酸100～120mL中，磁力搅拌30～40min，再缓慢加入高锰酸钾20～30g搅拌10min，室温下振荡1h，加入40～50℃的温水90～110mL稀释，得悬浮液；向悬浮液中加入质量浓度30％的双氧水30～35mL，反应5min，过滤，得氧化石墨滤物，氧化石墨滤物用去离子水冲洗10次以上至中性，再在80～90℃下干燥，得氧化石墨干品；将0.45～1g的氧化石墨干品加入到100～120mL的去离子水中，超声分散1～1.5h，得氧化石墨分散液，再将80～130g的Bi(NO₃)₃·5H₂O逐步加入到氧化石墨分散液中，超声波振荡0.5～1h，再加入5.2～9.6g的Ti(OC₄H₉)₄，振荡反应1～2h，再在90℃的恒温下烘干，研磨，得Ti/Bi-氧化石墨；取1～5gTi/Bi-氧化石墨缓慢的加入90～120mL的乙二醇，搅拌5min，超声波分散0.5h，再在100～130℃下振荡2h，过滤，得滤饼，将滤饼用无水乙醇冲洗5次，在80～90℃下干燥，制得Ti/Bi-石墨烯；将Ti/Bi-石墨烯在氮气氛围中，160～250℃下焙烧2～5h，冷却、研磨成纳米细粉，即成可见光响应的Ti/Bi-石墨烯复合纳米光催化材料；

所述的Ti/Bi-石墨烯，其原料Bi(NO₃)₃·5H₂O、Ti(OC₄H₉)₄和石墨烯的质量比为(80～130)︰(5.2～9.6)︰(0.45～1)；

(2)、含布洛芬的废水处理：