[发明专利]一种降解全氟辛酸纳米反应器的合成方法

说明书

本发明公开了一种降解全氟辛酸纳米反应器的合成方法，属于水中全氟辛酸的降解领域，通过回流煮沸‑乙醚萃取的方法制备Dawson型多酸材料Hsubgt;6/subgt;Psubgt;2/subgt;Mosubgt;18/subgt;Osubgt;62/subgt;；通过置换法将Lewis金属Alsupgt;3+/supgt;引入到Hsubgt;6/subgt;Psubgt;2/subgt;Mosubgt;18/subgt;Osubgt;62/subgt;，合成Alsubgt;x/subgt;Hsubgt;6‑3x/subgt;Psubgt;2/subgt;Mosubgt;18/subgt;Osubgt;62/subgt;，X＝1‑2，将Alsubgt;x/subgt;Hsubgt;6‑3x/subgt;Psubgt;2/subgt;Mosubgt;18/subgt;Osubgt;62/subgt;和2‑甲基咪唑同时加入到HZIF‑67的前驱体硝酸钴溶液中，搅拌，离心，洗涤干燥。得到的纳米反应器具有Alsupgt;3+/supgt;、Psubgt;2/subgt;Mosubgt;18/subgt;Osubgt;62/subgt;supgt;6‑/supgt;以及Cosupgt;2+/supgt;等多活性中心，多中心协同纳米反应器的限域效应使其在活化C‑F键的同时还能促进体系中SOsubgt;4/subgt;·supgt;‑/supgt;自由基的生成，实现PFOA的高效脱氟和降解。

技术领域

本发明涉及水中全氟辛酸的降解技术领域，特别是涉及一种降解全氟辛酸纳米反应器的合成方法。

背景技术

全氟辛酸(PFOA)，作为一类含碳氟键的表面活性剂被广泛用于工业以及消费产品，如防火泡沫、碱性清洁剂、油漆、地毯、掩面胶带和假牙清洁剂等的制造。PFOA在制造、使用和处置过程中的直接和间接排放使其在地表水、地下水等中广泛分布。研究结果表明，PFOA对人体具有免疫毒性和神经毒性等不同程度的毒性作用，国际癌症研究机构已于2017年将其列入2B类致癌物清单，一些国家也已制定风险管理措施，逐步限制PFOA的使用。因此，水中PFOA的去除对于水资源的保护以及生物体的健康至关重要。

PFOA主要由-C-F键(15个)和-COOH(1个)组成，氟原子较大的电负性和较低的可极化程度使得PFOA中的C-F键具有较高的键能(533kJ/mol)以及较强的化学惰性。因此，反应过程中C-F键难以断裂，无法实现PFOA的有效去除。中国专利202010094174.4，公开日为2020年2月12日，公开了将木质素、双环戊二烯镍和双环戊二烯铁的混合物以及噻吩高温裂解后制备木质素基碳纳米管过滤膜，并将其用于水体中全氟辛酸的去除。该专利中碳纳米管过滤膜对全氟辛酸的吸附率可以高达95％，但是吸附剂的再生需要高温处理，且容易造成二次污染。中国专利201910082167.X，公开日为2019年1月28日，公开了一种利用C-MnO₂复合材料作为催化剂，H₂O₂为氧化剂通过高级氧化法去除水中全氟辛酸方法。该专利中MnO₂与H₂O₂之间一方面可以生成O₂·^-，促进PFOA的矿化，另一方面还可以反应生成O₂，通过气体的生成推动C-MnO₂复合材料的高速运转，反应过程中无需搅拌便可实现活性位点与PFOA的有效接触。该专利有效的降低了实验能耗，但是对C-F键没有针对性的去除方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、环境友好的且能够有效活化C-F键，实现PFOA高效降解的Al_xH_6-3xP₂Mo₁₈O₆₂@HZIF-67纳米反应器的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：