[发明专利]一种光降解有机砷化物的方法

说明书

本发明提供了一种能够有效处理有机砷化合物‑‑洛克沙胂(ROX)的方法，包括将特定负载量的四氧化三铁负载间苯二酚‑甲醛树脂置于光催化管中，加入的ROX溶液，调整混合液在pH值在3以下，混合液在黑暗条件下持续搅拌达到吸附‑脱附平衡，然后开灯照射，降解ROX，所述Fe₃O₄负载间苯二酚‑甲醛树脂由100:120.75:696.6的间苯二酚‑甲醛树脂、六水结晶氯化铁和乙酸钠分散至含有CTAB的乙二醇中水热反应制备得到，本发明的方法，在2h内的洛克沙胂(ROX)去除率达到75％。

技术领域

本发明涉及一种光降解有机砷化物的方法。

背景技术

苯胂酸化合物作为一种能提高饲料转化率和提升动物毛色的饲料添加剂，曾被广泛应用于畜禽养殖行业。苯胂酸化合物很难被动物体代谢，超过90％的ROX最终会随畜禽粪便排出进入水体和土壤中。其作为常用的饲料添加剂在畜禽养殖废水中频繁检出，畜禽养殖废水中检出的洛克沙胂(ROX)浓度高达14-54mg/kg，在自然环境中其容易分解成高毒性无机砷物种(iAs)，包括：亚砷酸和砷酸，从而污染水体和土壤。iAs会通过食物链进而危害人体健康。针对苯胂酸化合物的传统处理技术中，吸附技术处理有机砷污染物水力停留时间较长，而化学氧化技术总砷去除率不佳。芬顿氧化技术由于其操作简单、成本较低、降解效率高等优点被广泛用于水污染治理。传统的均相芬顿技术会产生大量铁泥从而提高运营成本；此外，芬顿反应中的氧化剂过氧化氢(H₂O₂)的生产、运输以及储存都具有较高的安全风险。对此，开发非均相原位自产H₂O₂芬顿技术能够有效解决以上问题。

H₂O₂是一种清洁的氧化剂，可以与自然界中难降解的有机物质发生反应，生成氧气和水，不造成二次污染。H₂O₂的生产工艺复杂、成本较高，其运输、贮存安全风险较高。对此，光催化原位还原分子氧(O₂)生成H₂O₂的技术是一种更经济、环保的新策略，此项技术是一种非常有应用前景的技术。Yasuhiro Shiraishi等人通过简单的水热反应制备了间苯二酚-甲醛树脂(RF)，并发现其可以作为半导体光催化剂，高效利用广谱太阳光在水分子存在条件下将O₂转化成H₂O₂。该树脂的制备方法简单，制备原料廉价；催化制备H₂O₂的反应可以在常温常压下进行；H₂O₂的产率较高。

芬顿氧化技术是一种操作简单，性能良好的水处理工艺，广泛应用于污水处理。然而，传统芬顿氧化技术为铁离子循环效率较低，易产生大量含铁污泥，此外为保持氧化性能需要持续添加亚铁离子，这提高了该氧化技术的运营成本。对此，本发明设计并制备了非均相四氧化三铁负载RF树脂光协同原位芬顿氧化体系，并应用于处理高风险有机砷化合物--洛克沙胂(ROX)。

四氧化三铁负载在间苯二酚甲醛树脂颗粒上，利用间苯二酚甲醛树脂优异的光催化性能，产生光生空穴和电子，光生空穴氧化降解污染物，光生电子还原氧气产生双氧水，并使其与四氧化三铁发生非均相Fenton反应协同降解有机污染物，制得的磁性光催化复合材料不仅具有优异光催化性能，反应后的光催化剂还可以利用其磁性进行回收，节约材料的分离成本，可广泛应用于包括污染物降解和光催化还原氧气产生双氧水等众多领域。

但是，现有技术中还未还未发现四氧化三铁负载间苯二酚-甲醛树脂用于光催化ROX 的领域。