[发明专利]一种基于Fe3+

说明书

本发明属于水处理领域，具体涉及一种基于Fesupgt;3+/supgt;/过硫酸盐体系的绿色高效降解水中内分泌干扰物的方法。本发明所述方法为向含有内分泌干扰物的待处理水中，加入咖啡酸、硫酸铁和过硫酸盐，搅拌条件下反应体系进行反应，对内分泌干扰物进行降解去除。本发明投加的咖啡酸，作为一种常见的天然有机酚酸，广泛存在于天然植物中，对环境友好，可高效促进Fe(III)的还原，有效促进对过硫酸盐的活化。同时咖啡酸具有于铁离子的螯合性，可以增加铁离子的溶解率，提高铁离子的利用率。因此本发明通过投加咖啡酸同时作为还原剂和螯合剂，有效提升Fesupgt;3+/supgt;/过硫酸盐催化体系的催化效率，同时进一步扩展催化体系的适用pH环境，具有广阔的工业应用前景。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种添加咖啡酸以提高Fe³⁺/过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法，旨在解决Fe³⁺活化过硫酸盐过程中降解效率偏低的问题，找出一种更为高效、简便、绿色的新方法。

背景技术

近年来，全球塑料工业蓬勃发展，大规模生产和使用塑料制品已是常态。工业上将双酚A(BPA)用于合成聚碳酸酯塑料和环氧树脂等塑料制品，因而BPA存在于各种日常塑料制品中，包括矿泉水瓶、医疗器械以及食品和饮料的内侧涂料等。每年全世界生产2700万吨含有BPA的塑料，BPA成为世界上产量和消耗量最高的化学品之一。然而，无数的动物实验和流行病学研究表明，双酚A是一种内分泌干扰物(EDC)，不仅威胁胎儿和儿童健康，还被认为与癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖有着密切的关系。虽然双酚A在水中的溶解度较低，但大规模生产和大量使用导致双酚A存在于各种环境介质中，包括地表水、地下水、土壤、沉积物和空气。据报道，废水处理厂污水中的双酚A浓度高达370μg/L，而地表水中的浓度为56μg/L。因此，亟需要寻找一种有效的方法来去除水中的双酚A。

近年来，基于硫酸根自由基(SO₄^-·)高级氧化技术氧化能力强，反应条件温和，适用pH范围广，已广泛应用于废水中污染物的去除和土壤的修复。相较于其他活化过硫酸盐技术，如紫外光照射、超声或是热处理，过渡金属活化更高效，操作更为简便。作为常见的金属活化剂之一，亚铁离子(Fe²⁺)活化过硫酸盐(peroxymonosulfate，PMS)因其成本效益和环境友好而被学者广泛关注。然而，反应过程中Fe(III)向Fe(II)转化的速度慢是导致其催化效率较低的主要限制因素。解决该问题可以投加还原剂加速Fe(III)的还原，或是螯合剂延长反应时间。

传统的Fe²⁺活化过硫酸盐体系存在反应不持久，pH适用范围窄，易生成铁泥或处理难降解有机污染物效率低等问题。现有的常见铁还原剂如羟胺，虽然还原性强，但有毒性，会引入新的污染物。常见螯合剂如EDTA，螯合性强但不利于生物降解，会对环境不利。因此寻找一种还原性强，受pH影响小，环境友好且经济性高的还原/螯合剂是推动均相金属活化过硫酸盐体系在实际工程中应用的关键。基于此，本发明提出一种向Fe³⁺/过硫酸盐体系中添加咖啡酸的降解体系降解水中内分泌干扰物，通过咖啡酸与Fe(III)螯合提高Fe(III)的溶解度，同时利用其还原性加速Fe(III)/Fe(II)循环，提高过硫酸盐的活化速率，实现对水中内分泌干扰物的高效去除。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可以同时作为还原剂和螯合剂的天然有机酚酸咖啡酸用于Fe³⁺活化过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法，从而克服均相体系金属离子活化过硫酸盐现有技术的不足，并是一种高效降解水中内分泌干扰物的新降解体系和方法。本发明通过添加咖啡酸，利用其强还原性加速Fe(III)/Fe(II)循环，同时利用螯合性增强铁离子的溶解率。本发明中咖啡酸的加入还能够进一步拓宽pH范围，pH为3～9的条件下也具有较好的催化性能，克服了金属离子活化过硫酸盐高级氧化技术仅适用于强酸性条件的瓶颈，具有较好的经济、环境、社会效益与工程应用前景。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：