[发明专利]利用硫掺杂铁酸钴活化过氧单硫酸盐的方法及其降解有机胂的工艺

说明书

本申请涉及水处理技术领域，具体公开了一种利用硫掺杂铁酸钴活化过氧单硫酸盐的方法及其降解有机胂的工艺。一种利用硫掺杂铁酸钴活化过氧单硫酸盐的方法，其包括如下操作步骤：制备硫掺杂铁酸钴：将二水合草酸投加到装有去离子水的容器中搅拌至完全溶解，将六水合硝酸钴、七水合硫酸亚铁和五水合硫代硫酸钠混合投加到装有去离子水的容器中搅拌至完全溶解，混合，搅拌，过滤，收集滤渣，清洗，干燥，焙烧，得到硫掺杂铁酸钴。本申请利用硫掺杂铁酸钴活化过氧单硫酸盐降解水中芳香族有机胂，去除率最高为100%，硫掺杂铁酸钴对无机胂吸附性均在73.45%，降解过程中并未有无机胂释放。

技术领域

本申请涉及水处理领域，更具体地说，它涉及一种利用硫掺杂铁酸钴活化过氧单硫酸盐的方法及其降解有机胂的工艺。

背景技术

芳香族有机胂化合物是人们利用胂元素在动物体内抗菌、抗病等特性而合成的一类兽用药品，常作为禽畜饲料添加剂使用。在我国畜禽养殖业中，应用最为广泛的芳香族有机胂化合物为阿散酸，其在饲料中的添加量通常可达到50-100mg/kg。禽畜在摄入阿散酸后几乎不会代谢，绝大多数的阿散酸会随着禽畜的尿液和粪便排出体外，阿散酸具有较好的水溶性，因此会随着农田灌溉用水和雨水径流发生迁移，进入到土壤、地表水和地下水等环境介质中，导致其在水环境中被频繁检出。水环境中的阿散酸会在微生物作用下分解，自然光光解和氧化还原反应等作用下转化成剧毒性、高致癌性和强转移性的无机胂物质，引发了水环境中的胂污染问题。

过氧单硫酸盐活化后可产生硫酸根自由基，硫酸根自由基可降解阿散酸等有机胂化合物。目前，过氧单硫酸盐可采用热活化、光活化、超声活化、碱活化、放射活化以及过渡态金属离子催化等方法进行活化，其中采用热活化、光活化、超声活化和放射活化的方式活化过氧单硫酸盐的能耗较大，过氧单硫酸盐的转化利用率较低，采用碱活化会引发环境问题，而采用过渡态金属离子活化过氧单硫酸盐的方式更为高效和低耗。

铁酸钴尖晶石结构中位于四面体位和八面体位的铁和八面体位的钴均可有效参与活化过硫酸盐，且钴和铁之间的氧化还原循环也保证了材料的催化活性，铁酸钴的超高磁性也有助于其从液体中分离，但铁酸钴的高磁性会导致颗粒之间较易形成更大的团聚颗粒，致使其活性位点减少，对有机污染物的攻击路径单一，易受水中其他物质的影响。

发明内容

为了提高过氧单硫酸盐对水中芳香族有机胂化合物的降解效果，本申请提供了一种利用硫掺杂铁酸钴活化过氧单硫酸盐的方法及其降解有机胂的工艺。

第一方面，本申请提供一种利用硫掺杂铁酸钴活化过氧单硫酸盐的方法，其采用如下技术方案：

一种利用硫掺杂铁酸钴活化过氧单硫酸盐的方法，其包括如下操作步骤：

S1、制备硫掺杂铁酸钴：配制浓度为0.4mol/L的二水合草酸水溶液；配制六水合硝酸钴、七水合硫酸亚铁和五水合硫代硫酸钠的混合溶液，得到溶液A；向二水合草酸水溶液中滴加溶液A，滴加完成后，在60-65℃下搅拌至反应完全，过滤，收集滤渣，清洗，干燥，升温焙烧2-3h且终点温度为350-400℃，得到硫掺杂铁酸钴；

S2、活化过氧单硫酸盐：将硫掺杂铁酸钴加至过氧单硫酸盐溶液中振荡反应。

本申请制备硫掺杂铁酸钴的流程简短，操作要求较低，所需用的试剂较少，物料的投入也较低。另外，制备硫掺杂铁酸钴只需要一次高温煅烧，节省能耗。

通过采用上述技术方案，步骤S1中，二水合草酸水溶液作为沉淀剂，将六水合硝酸钴、七水合硫酸亚铁和五水合硫代硫酸钠在水中混合，将溶解后的二水合草酸与溶解后的六水合硝酸钴、七水合硫酸亚铁和五水合硫代硫酸钠混合，温度控制在60-65℃，搅拌40-50min，使硫掺杂铁酸钴沉淀，然后通过清洗、干燥、焙烧得到硫掺杂铁酸钴。硫掺杂铁酸钴是一种性能优良的磁性材料，具有电阻率高、磁谱特性好，较强的化学稳定性及良好的导电性的特点。

作为优选：所述步骤S1中的六水合硝酸钴、七水合硫酸亚铁和五水合硫代硫酸钠在溶液A中的浓度比为(4-5):4:5。