[发明专利]一种四环素污染水体修复材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种四环素污染水体修复材料的制备方法及应用。一种纳米二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：1)将硝酸铈与表面活性剂加入水中，混合搅拌，得到混合溶液A；2)将碳酸铵溶液加入混合溶液A中，搅拌，得到混合溶液B；3)将混合溶液B过滤，所得的沉淀物经洗涤、干燥后，再煅烧，研磨成粉，得到纳米二氧化铈。还公开了使用该纳米二氧化铈制备一种纳米Fe⁰@CeO₂的方法。以及公开了一种使用该纳米Fe⁰@CeO₂应用在四环素污染水体的修复方法。本发明提出了一种以Fe⁰@CeO₂作为催化剂的非均相芬顿技术，制备出一种Fe⁰@CeO₂用于水体中四环素污染的修复，在提高反应活性的同时又提高四环素的矿化程度，从而减少二次污染风险。

技术领域

本发明涉及一种四环素污染水体修复材料的制备方法及应用。

背景技术

药物及个人护理品(PPCPs)现在构成了一类新的世界污染物，近年来引起了极大的关注，其中包括各类抗生素、人工合成麝香、止痛药、降压药、避孕药、催眠药、减肥药、发胶、染发剂和杀菌剂等。四环素类抗生素是一种广谱抗生素，在世界各地广泛应用于人类和兽医健康，水产养殖，作为生长促进剂的饲料和抑制果树中的真菌生长。

传统的四环素去除方法主要为物理吸附和光降解，但是物理吸附不能彻底降解污染物，需要进一步选用其他方法才能实现完全的矿化，而光降解受限于光散射和吸收等因素使得去除效率不高。最近，高级氧化技术(AOPs)已经成为降解抗菌物质最受欢迎的技术之一。从广义上讲，高级氧化技术是指通过氧化降解水和废水中存在的污染物的一套化学处理程序。非均相芬顿技术是高级氧化技术中成本最低，效果最好的一种技术，由于其具有快速产生羟基自由基等特性，能够很好的应用于四环素的去除。虽然这些研究在非均相芬顿降解四环素方面取得了较好的效果，但是仍然存在一些问题。例如，纳米零价铁容易团聚，在一定程度上会降低纳米零价铁的还原降解效率。研究发现通过在纳米零价铁表面负载另一种贵金属，例如Cu、Pd、Ni、Pt、Ce等，能够进一步提高其反应活性并在一定程度上解决纳米颗粒团聚问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四环素污染水体修复材料的制备方法及应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种纳米二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：

1)将硝酸铈与表面活性剂加入水中，混合搅拌，得到混合溶液A；

2)将碳酸铵溶液加入混合溶液A中，搅拌，得到混合溶液B；

3)将混合溶液B过滤，所得的沉淀物经洗涤、干燥后，再煅烧，研磨成粉，得到纳米二氧化铈。

纳米二氧化铈的制备方法步骤1)中，硝酸铈、表面活性剂与水的质量比为(30～50)：(3～5)：1000。

纳米二氧化铈的制备方法步骤2)中，碳酸铵溶液的摩尔浓度为0.05～0.2mol/L。

纳米二氧化铈的制备方法步骤3)中，煅烧的条件为：升温速率15～25℃/min，煅烧温度500～800℃，煅烧时间3～5h。

纳米二氧化铈的制备方法中，表面活性剂为聚乙二醇或聚乙烯醇。

一种纳米Fe⁰@CeO₂的制备方法，包括以下步骤：

1)在乙醇水溶液中加入纳米二氧化铈、铁盐和分散剂，搅拌混合，得到溶液a；

2)将含有还原剂的乙醇水溶液b中加入到溶液a中，搅拌反应，将分离得到的产物依次洗涤、干燥、研磨成粉，得到纳米Fe⁰@CeO₂；