[发明专利]一种含BPA污水的处理方法及球磨改性磁性生物炭复合材料

权利要求书

1.一种含BPA污水的处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：

A）制备作为含BPA污水去除剂的球磨改性磁性生物炭复合材料Fe₃O₄@MBC；

B）取得含BPA污水样品，用高效液相色谱测定BPA的浓度；

C）检测污水的pH值是否处于3-9的范围内，不是则将BPA 污水的pH值调整为3-9；

D）投加PDS、达到在污水样品中5 mmol / L的浓度，然后取不同比例用量的球磨改性磁性生物炭复合材料Fe₃O₄@MBC，分别加入含BPA污水样品中，测试得到并验证该材料对BPA的去除性能及最佳投料比例；

E）根据测试得到的最佳投料比例，将球磨改性磁性生物炭复合材料Fe₃O₄@MBC加入到含BPA的污水中，由其催化PDS，二者共同完成对水体中BPA的降解、去除：附着在球磨生物炭表面的大量Fe₃O₄与过二硫酸盐，经过系列催化反应后生成具有高氧化活性的∙OH，SO₄^∙-，∙O₂^-和¹O₂活性物质，这些活性物质降解水体中的BPA，使其最终矿化为无害的CO₂和H₂O；

所述的球磨改性磁性生物炭复合材料Fe₃O₄@MBC，其是通过在球磨生物炭的表面上负载Fe₃O₄片层而得到的鳞片状黑色固体粉末复合材料Fe₃O₄@MBC，其中的Fe₃O₄具有反式尖晶石结构，各片层的晶格间距为0.2~0.3 nm；在球磨生物炭的表面上负载的铁氧化物，以二价铁与三价铁的形式同时存在；其中球磨生物炭为无定形碳和石墨态碳结构；所述Fe₃O₄@MBC表面存在C-O、C=O、O-C=O含氧官能团，该含氧官能团一方面作为电子供受体直接降解有机污染物，另一方面作为电子穿梭体，介导有机污染物BPA的降解；

所述的球磨改性磁性生物炭复合材料，按照质量百分比，所述的Fe₃O₄@MBC表面碳含量为40~45%，氧含量为30~40%，铁含量为15~30% ；

所述的球磨改性磁性生物炭复合材料Fe₃O₄@MBC材料具有介孔结构，平均孔径为10 nm，比表面积不小于140 m²/g，拉曼峰面积比I_D/I_G≥1.10，且材料表面具有丰富的缺陷位点，材料对PDS的催化能力强。

2.根据权利要求1所述的含BPA污水的处理方法，其特征在于，还包括如下步骤：

F）再生重复利用：将使用过的球磨改性磁性生物炭复合材料Fe₃O₄@MBC离心分离、回收，用超纯水和乙醇反复洗涤，之后在50 ºC真空干燥箱中真空干燥12 h，恢复其对BPA的去除能力；将干燥好的材料收集，重复步骤B）-E），进行下一轮循环降解、去除水体中的BPA；

G）重复步骤F)，完成多次降解-再生-降解的循环，去除水体中的BPA。

3.根据权利要求1所述的含BPA污水的处理方法，所述的步骤C），还包括如下步骤：

C-1）向污水样品溶液中加入0.1-0.5 mol / L的酸或含有金属阳离子的碱性化合物，将污水样品的pH调整为3-9，协同Fe₃O₄@MBC材料，催化PDS，去除水体中的BPA。

4.根据权利要求1所述的含BPA污水的处理方法，其特征在于，所述的球磨改性磁性生物炭复合材料Fe₃O₄@MBC具有强顺磁性，在液相中可被外加磁铁顺利分离。