[发明专利]一种利用碳基磁性金属复合材料催化激活过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法

说明书

本发明公开了一种利用碳基磁性金属复合材料催化激活过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法，属于污染废水化学处理领域。本发明的目的是要解决现有去除水中内分泌干扰物的方法成本高，去除效果差和工艺复杂等缺陷问题。方法：一、将过硫酸盐与预处理的水混合；二、调节反应pH值；三、制备碳基磁性金属复合材料材料；四、投加碳基磁性多元金属材料；五、采用外磁场分离磁性材料，即完成一种利用碳基磁性金属复合材料催化激活过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法。使用本发明的方法去除水中内分泌干扰物效率达到80%～97%。本发明去除率高、工艺操作简单，降解副产物无毒无害；材料制备方法简单可行，负载金属Fe、Co、Mn比例易调控。反应在常温常压下进行，减少能耗；催化材料能够较容易回收及再生。本发明可以去除水中残余内分泌干扰物。

技术领域

本发明属于污染废水化学处理领域，具体涉及一种利用碳基磁性金属复合材料催化激活过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法。

背景技术

天然水体中的内分泌干扰物是一类威胁着水生生物、野生动物及人类健康的难以降解的污染物。具有内分泌干扰物效应的化合物作为杀虫剂、防腐剂、治疗癌症及骨质疏松症的药物、农药等的主要成分广泛应用于工业化学领域、医疗领域及农业领域，并最终通过工业废水的排放进入水生坏境。这些污染物潜在的不利影响是改变生物体正常的内分泌功能及生理状态，危及人类的健康和生态系统的可持续发展。因此，近年来环境酚类内分泌干扰物污染物的去除受到了社会的广泛关注。

目前国内外去除内分泌干扰物及类内分泌干扰物化合物有许多方法，如紫外辐射、臭氧、反渗透、膜过滤、活性炭吸附等。但由于此类微量污染物生物降解性差以及其稳定性质，这些方法具有投资运营成本较高、降解速率较低、目标物去除率较低的缺陷性。因此，开发一种具有选择性、简单、可靠和方便回收高效利用的水处理工艺至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用碳基磁性金属复合材料催化激活过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法，实现内分泌干扰物快速高效降解，同时实现污水中重金属离子的回收利用，避免二次污染。为实现此目的，本发明首先利用水中阳离子交换的方式实现水中重金属的回收，再经过高温炭化制备负载多元过渡金属的碳基复合催化材料，用于激活过硫酸盐实现水环境中内分泌干扰物的降解去除。

一种利用碳基磁性金属复合材料催化激活过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、将过硫酸盐与含有内分泌干扰物的预处理水混合，再在室温下和搅拌速度为160 r/min~250 r/min的条件下搅拌20 min~45 min，得到过硫酸盐和预处理水的混合溶液；

步骤一中所述的过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钙中的一种或几种混合物；

步骤一中所述的内分泌干扰为雌酮、雌二醇、己烯雌酚、雌三醇、壬基酚和双酚A、双酚S、双酚AF中的一种或几种混合物；

步骤一中所述的预处理水中内分泌干扰物的浓度为0.01～100 mg/L；

步骤一中所述的过硫酸盐的质量与预处理的水的质量比为1:(1000~10000)；

二、调节反应pH值，在搅拌速度为150 r/min～200 r/min 的条件下使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1 mol/L~100 mol/L 的氢氧化钠溶液将过硫酸盐和预处理水的混合溶液的pH 值调节至2~12，得到调节pH 值后的过硫酸盐和预处理水的混合溶液；

三、制备碳基磁性金属复合材料：

①、离子交换树脂的预处理：称量适量的离子交换树脂，然后放入500 mL 烧杯中，分别用 NaOH 溶液、HCl溶液进行交叉浸泡处理2~4 h时间，将NaOH溶液和HCl溶液溜出，用去离子水对离子交换树脂进行反复洗涤，直至溜出液为中性，最后对处理后的离子交换树脂进行干燥，备用；