[发明专利]有序介孔Co3O4激活单过硫酸盐处理抗生素类废水的方法

摘要

本发明公开了一种以有序介孔四氧化三钴激活单过硫酸盐处理抗生素类废水的方法，旨在改善传统尖晶石型四氧化三钴对单过硫酸盐催化效率较低的问题。本发明通过以下步骤来实现：一、制备新型有序介孔四氧化三钴；二、将单过硫酸盐与含抗生素的水溶液混合；三、调整溶液pH值并将混合溶液转移至棕色摇瓶中；四、投加有序介孔四氧化三钴；五、采用高速离心或过滤方法分离有序介孔四氧化三钴，即可完成一种以新型有序介孔四氧化三钴激活单过硫酸盐处理抗生素类废水的方法。使用本发明的新型有序介孔四氧化三钴协同单过硫酸盐方法可以实现抗生素类废水的高效处理，抗生素的去除率超过95％；使用过程中钴离子溶出率极低，减少了环境污染；工艺操作简单方便。

主权项

1.有序介孔四氧化三钴激活单过硫酸盐处理抗生素类废水的方法，其特征在于，按以下步骤进行：(一)、制备有序介孔四氧化三钴；①将KIT‑6模板投加到以乙醇为溶剂的Co(NO₃)₂·6H₂O溶液中，在室温条件下搅拌1h；步骤一①中所述的KIT‑6模板与Co(NO₃)₂·6H₂O的摩尔比为1∶1；步骤一①中所述的以乙醇为溶剂的Co(NO₃)₂·6H₂O溶液的摩尔浓度为0.84M；②将搅拌后的溶液在80℃干燥得到粉红色固体，将此固体转移至坩埚内，并将其放置在马弗炉内于200℃条件下培烧6h；步骤一②中所述的将粉红色固体移至坩埚内，并将其放置在马弗炉内于200℃条件下培烧6h，马弗炉的升温速度为1℃/min；③将步骤一②中培烧后的褐色固体充分研磨后投加到以乙醇为溶剂的Co(NO₃)₂·6H₂O溶液中，在室温条件下搅拌1h；步骤一③中所述的乙醇为溶剂的Co(NO₃)₂·6H₂O溶液的摩尔浓度为0.84M；④将搅拌后的溶液在80℃干燥得到黑色固体，将此固体转移至坩埚内，并将其放置在马弗炉内于450℃条件下培烧6h；步骤一④中所述的将黑色固体移至坩埚内，并将其放置在马弗炉内于450℃条件下培烧6h，马弗炉的升温速度为1℃/min；⑤将培烧后的黑色固体冷却至室温，研磨均匀之后转移至盛有2M NaOH溶液的圆底烧瓶内，在70℃水浴条件下回流搅拌24h除去模板之后离心，以上回流搅拌及离心步骤重复一次；步骤一⑤中所述的黑色固体与2M NaOH溶液的质量比为1∶(100～200)；步骤一⑤中所述的离心所使用的离心机转速为18000r/min；⑥离心得到的材料分别用去离子水和乙醇清洗数次直至pH＝7后，70℃真空干燥得到黑色固体，将此固体充分研磨之后储存备用；(二)、将PMS与含氯霉素的水溶液混合：将PMS与含氯霉素的水溶液混合，在室温条件下充分搅拌；(三)、调整溶液pH值并将混合溶液转移至棕色摇瓶中：在搅拌条件下用1M NaOH和1M HNO₃溶液将混合溶液的pH值调节至4～10，得到调节后的混合溶液，取一定容积混合溶液转移至棕色摇瓶中；步骤三中所述的取一定容积混合溶液转移至棕色摇瓶中，所取的混合溶液体积为100mL～200mL；(四)、投加有序介孔Co₃O₄：将有序介孔Co₃O₄投加到步骤(三)中含有混合溶液的棕色摇瓶中充分搅拌，保持反应液温度为20～50℃和pH为4～10的条件下反应30min～120min，可实现废水中氯霉素的高效去除；步骤四中所述的有序介孔Co₃O₄的投加量为20mg/L～400mg/L；(五)、采用高速离心或过滤方法分离有序介孔Co₃O₄：采用高速离心或过滤方法分离有序介孔Co₃O₄，回收的有序介孔Co₃O₄用乙醇和去离子水反复清洗并在70℃真空干燥，得到回收的有序介孔Co₃O₄；步骤五中所述的离心所使用的离心机转速为18000r/min；步骤五中所述的过滤方法为抽滤；步骤(二)中所述PMS为单过硫酸钾、单过硫酸铵、单过硫酸钠和单过硫酸钙中的一种或其中几种的混合物；步骤二中所述的氯霉素水溶液中氯霉素的浓度为1μM～50μM；步骤二中所述的PMS与溶液中中氯霉素的摩尔比为(10～100)∶1。