[发明专利]一种利用磁性铁酸锌纳米棒增强UV-LED/氯体系降解典型PPCPs效能的方法

说明书

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种利用磁性铁酸锌纳米棒增强UV‑LED/氯体系降解典型PPCPs效能的方法。本发明所述方法是，ZnSO₄·7H₂O、(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O、与草酸反应后前体物经煅烧制备得到磁性铁酸锌纳米棒，然后将制备得到的磁性铁酸锌纳米棒投加至含有PPCPs的水中，并加入次氯酸钠，在UV‑LED照射下进行PPCPs的光催化降解反应。本发明提供的UV‑LED/氯/磁性铁酸锌纳米棒体系催化活性高，可以快速生成大量的·OH、·Cl和·O₂^‑等活性物质，30min内卡马西平的去除率高达90％以上；且所述磁性铁酸锌纳米棒可实现光生电子‑空穴对的高效分离和活性位点的持续再生，循环稳定性高，同时具有高饱和磁化强度和超顺磁性，在外加磁场下可实现与溶液的快速分离，具有高效的回收利用效率和优异的催化降解性能。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种利用磁性铁酸锌纳米棒增强UV-LED/氯体系降解典型PPCPs效能的方法。

背景技术

近年来，药物及个人护理用品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)的高消耗导致城市废水、地表水和饮用水中的药理活性物质浓度升高。卡马西平作为典型的药理活性物质，广泛的运用于癫痫、三叉神经痛的治疗。卡马西平因其含氮杂环结构而具有较强的稳定性和难生化性，几乎不能被常规的饮用水处理工艺和传统的生物处理工艺降解。活性炭对污水厂二级出水配制的卡马西平去除率仅为52.7％，且存在回收难及成本高等问题。膜分离法大量应用在各类废水处理中，但膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)对卡马西平无明显去除效果。卡马西平不仅给水生态环境带来负面的累积效应，而且可以抑制水生生物的免疫功能。因此，开发高效且安全的卡马西平降解技术已经成为当前研究的热点。

基于UV-LED的高级氧化技术已广泛运用于PPCPs的去除。现有的研究主要集中于UV-LED与氧化剂或还原剂的组合，以及光催化技术。UV-LED与H₂O₂、O₃、PS和PMS等氧化剂联用时，可以产生自由基或水合电子降解目标污染物。例如UV-LED/H₂O₂可生成羟基自由基(·OH)，UV-LED/PS和UV-LED/PMS可生成硫酸根自由基(·SO₄^-)。UV-LED与氯联用生成的活性氯物质(RCS，例如Cl^·、Cl₂^·-和ClO^·)因其对富电子化合物的高度选择性受到更多的关注。UV-LED/氯对甲氧苄氨嘧啶、咖啡因和吉非贝齐等PPCPs具有良好的去除效能。非均相光催化氧化技术基于催化剂在光照条件下具有的氧化还原能力，通过降低反应活化能提高对水中污染物的降解速率，同时催化剂种类也与水中自由基的生成密切相关。但现有技术中UV-LED/氯体系对卡马西平降解效果较差，因此需要提供一种能够增强UV-LED/氯体系对PPCPs的降解效能的降解方法，实现对水中PPCPs的高效去除。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中UV-LED/氯对卡马西平降解效能较低的问题，提供一种利用磁性铁酸锌纳米棒增强UV-LED/氯体系降解典型PPCPs效能的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用磁性铁酸锌纳米棒增强UV-LED/氯体系降解典型PPCPs效能的方法，包括以下步骤：

(1)制备磁性铁酸锌纳米棒：以ZnSO₄·7H₂O为锌源，(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O为铁源，与草酸反应后前体物经煅烧制备得到磁性铁酸锌纳米棒；