[发明专利]一种聚乙烯微塑料的降解方法

说明书

本发明涉及一种聚乙烯微塑料的降解方法，包括以下步骤：1)将MPs去除表面水分；2)将去除表面水分的MPs置于去离子水中，超声处理，得到均匀的MPs悬浮液；3)调整MPs悬浮液的pH至5‑8；4)在调整完PH值的悬浮液中加入PMS固体粉末，搅拌至PMS完全溶解，得到混合物；5)将步骤4)得到的混合物在VUV灯的照射下进行降解反应。采用本发明方法，MPs的降解率可达51.5％，且降解液毒性有限，可作为小球藻生长的碳源。本发明利用VUV光解和基于硫酸根自由基的高级氧化体系的协同降解作用，实现了温和条件下MPs的高效降解，为设计实用的MPs污染修复技术开辟了新途径。

技术领域

本发明涉及水体中微塑料的处理技术领域，特别是涉及一种聚乙烯微塑料的降解方法。

背景技术

塑料被广泛应用于工业、农业以及医药等领域。全球塑料产量从1950年的150万吨增加到2016年的3.8亿吨。截至2018年，全球塑料垃圾达到63亿吨。

微塑料(MPs)是尺寸小于5毫米的塑料颗粒。它们具有较大的比表面积和稳定的分子结构，容易成为有机污染物和病原体的稳定载体。MPs一旦通过肺或肠道的粘膜进入人体便会在体内积累，可能带来严重的健康隐患。

现有的废水处理工艺可以去除大的塑料颗粒，但对MPs却收效甚微。因此，越来越多的研究致力于MPs的处理。典型的MPs处理方法包括物理去除、生物降解和化学降解。其中，化学降解因其快速、彻底而备受关注。已报道的化学降解方法包括以ZnO纳米棒、富羟基BiOCl以及C,N掺杂TiO₂为催化剂的光催化降解，TiO₂/石墨阴极的电Fenton降解，Mn包覆N掺杂碳纳米管活化过硫酸氢盐(PMS)的高级氧化降解等。其中，基于SO₄^·-(2.5～3.1V，30～40μs)的高级氧化工艺(AOPs)对微塑料具有显著的降解能力。Kang等人将PMS与水热法结合，以Mn包覆N掺杂碳纳米管活化PMS降解MPs，在140～160℃的高温和自生压力下，使MPs的降解率在8h内达到51.5％。然而，目前还没有AOPs在常温常压下高效降解MPs的报道，这可能是因为MPs的表面疏水，其在降解时对水中的活性氧物种(ROS)吸附能力较弱。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种聚乙烯微塑料的降解方法。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种聚乙烯微塑料的降解方法，包括以下步骤：

1)将MPs去除表面水分；

2)将去除表面水分的MPs置于去离子水中，超声处理，得到均匀的MPs悬浮液；

3)调整MPs悬浮液的pH至5-8；

4)在调整完PH值的悬浮液中加入PMS固体粉末，搅拌至PMS完全溶解，得到混合物；

5)将步骤4)得到的混合物在VUV灯的照射下进行降解反应。

进一步地，所述MPs在50-70℃、真空度为100～133Pa的条件下干燥过夜以去除表面水分。

进一步地，所述去除表面水分的MPs与去离子水的料液比为0.03-0.125g：100mL。

进一步地，所述超声处理时间为50-70min。

进一步地，所述MPs悬浮液通过H₂SO₄溶液和NaOH溶液调整pH值。

进一步地，所述H₂SO₄溶液的浓度为0.1mol/L。

进一步地，所述NaOH溶液的浓度为0.1mol/L。