[发明专利]环糊精修饰纳米环境矿物材料及其制备方法与在降解有机污染物中的应用

说明书

本发明涉及一种环糊精修饰纳米环境矿物材料及其制备方法与在降解有机污染物中的应用。所述环糊精修饰纳米环境矿物材料是由β‑环糊精与环境矿物按质量比1:3～6球磨反应制成，平均粒径为20‑200nm；所述的环境矿物材料为黑锰矿、赤铁矿、锐钛矿、红锌矿、方镁石或赤铜矿，其有效成分分别为四氧化三锰、三氧化二铁、二氧化钛、氧化锌、氧化镁与氧化亚铜。所述的环糊精修饰纳米环境矿物材料在基于过硫酸盐的高级氧化法处理含双酚A废水处理中的应用，可在常温下将废水中痕量双酚A完全降解。

技术领域

本发明涉及一种环糊精修饰纳米环境矿物材料及其制备方法与在降解有机污染物中的应用，属于环境分析化学领域。

背景技术

自然过程、工业和家庭活动产生的有机废水中含有大量的有机污染物，所带来的环境污染问题极大地影响了人类的生产活动与生态平衡。目前，在地表水基质中广泛检测到了各种有机污染物包括药物、个人护理品、内分泌干扰物等。因此，实现去除水中的有机污染物，解决水体污染的问题是十分必要的。其中以双酚A为代表的内分泌干扰物在废水中被检测到，严重威胁到人们的生命与健康，污水处理厂进水的双酚A浓度一般在0.08μg/L-4.98μg/L，这个浓度很难被有效降解，因此出厂的水中仍含有痕量的双酚A进入地表水中。由于痕量双酚A存在潜在危害，因此发展高效的污染物降解方法尤为迫切。常见的处理水的方法包括物理法、生物法、化学法等。物理法的使用虽然能够实现有机污染物与水的有效分离，但操作成本大，而且不能从根本上去除有机污染物，在后续的过程中仍需要进一步处理。生物法在运用的过程中需要摄入大量的时间，并且微生物只对某一些指定的有机污染物起作用，很难去除一些难降解的有机污染物。化学法的水处理过程主要是通过外加能量和物质，然后与废水中有机污染物发生化学反应，能够实现有机污染物的彻底去除与矿化，因此化学法的应用范围较广。

基于过硫酸盐的高级氧化过程是一种新兴的水处理技术，因其反应速度快、氧化能力强，得到人们的广泛关注。作为清除废水中污染物最有效的、环保的方法，高级氧化技术主要是利用氧化性的物质在外加能量或催化剂的作用下，产生强氧化性的活性物种如硫酸根自由基，羟基自由基等，进而将污染物转化为无毒无害的小分子物质，从而达到净化废水的目的。例如AU2020295387A1公开了一种电化学活化过硫酸盐的高级氧化工艺。而外加能量诸如电活化、辐射活化以及热活化等方式会造成能源的浪费而且会产生二次污染，所以发展一种价格低廉、环境友好型的方法至关重要。

CN113941336A公开了一种过硫酸盐活化剂，由Ce、Fe和CNT组成。该过硫酸盐活化剂避免了过渡金属离子活化处理后水样中大量金属离子的残留，相比于单一过渡金属离子，所述过硫酸盐活化剂不仅提高了催化活性，还能有效抑制反应过程中金属离子的溶出，提高活化剂的稳定性和使用寿命，且扩展了其对体系pH的使用范围。

环境矿物材料通常是指由矿物(岩石)组成的与生态环境具有良好协调性或直接具有防治污染和修复环境功能的一类环境材料，除了具备一般环境材料的特点外，还具备修复环境功能。因此，环境矿物材料在大气污染、水体污染、土壤污染的处理修复中发挥着重要作用。例如CN110201968A公开了将环境矿物材料用于污染治理及生态修复的技术方案。环境矿物为一种自然丰度高的材料，但环境矿物因其块状颗粒大，难以处理以及商业化等限制了其应用。因此需要寻求一种便捷、快速、高效的环境矿物材料的处理污染物的方法，尤其是发展高效水处理技术去除水中痕量的双酚A。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种环糊精修饰纳米环境矿物材料及其制备方法。

本发明还提供所述环糊精修饰纳米环境矿物材料在降解有机污染物中的应用。

本发明解决的技术问题主要包括：提供一种用于痕量环境污染物的降解的环境矿物材料，以解决过硫酸盐的高级氧化法催化剂成本高、合成方法复杂、效率低的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：