[发明专利]一种用于去除水体中甲苯的纳米级过氧化钙的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料的制备技术，特别是涉及一种用于去除水体中甲苯的纳米级过氧化钙的制备方法。属于纳米材料及环境科学领域。

背景技术

过氧化钙为米黄色或白色粉末，无臭、无毒、难溶于水、不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。在室温干燥条件下稳定，在潮湿或吸水过程中逐渐分解出氧气，其有效氧含量为22.2%。除了稳定的释氧性能，过氧化钙还具有较强的杀菌、消毒、漂白性能，因此过氧化钙在水产养殖、畜牧、农业等诸多领域均有广泛应用。在环境领域过氧化钙可用于去除污水中的重金属物质，对铜、镉、铅、锌等均具有较高的去除率。另外，近年的研究发现过氧化钙还具有氧化有机类污染物的性质，过氧化钙中氧的含量高达44%，其溶于水溶液中受不同的条件激发可产生羟基自由基，从而将污染物氧化降解。

近年来随着石油及制品的广泛使用，因事故及地下管线老化、运输等造成的石油泄露对土壤和地下水的污染已日益引起人们的重视。对于受石油烃类物质污染的土壤及地下水的修复方法种类繁多，但是各有优缺，目前一种新型固态释氧化合物注入法因其高效、廉价的特点已引起越来越多的关注。这种固态释氧化合物注入法主要是通过将固态释氧材料包括过氧化镁、过氧化钙等注入受污染的区域对污染物进行降解，同时释放出氧气提高周围环境中微生物对污染物的降解作用。

过氧化钙作为一种氧化剂，在氧化污染物的同时不会给环境带来不利影响，同时还能给环境中的微生物提供氧气，促进微生物的生长，增加微生物对污染物的降解作用，因此应用于受污染土壤和地下水的修复中存在突出的优势。但是在实际应用中传统非纳米级的过氧化钙颗粒尺寸过大且易于团聚，分散困难，在地下水修复应用中不易流向特定修复区域，修复效率较低。纳米过氧化钙可有效地增加过氧化钙的表面积，加快了过氧化钙颗粒和污染物的反应速率，缩短用于地下水修复的时间，同时也减少了用于修复的过氧化钙的量。

本发明将石油类污染物中的甲苯作为靶向物质，研究了所制备纳米过氧化钙对甲苯的降解效果。甲苯作为BTEX（benzene、 toluene、 ethylbenzene、 xylenes）中的一类主要物质，在石油中含量较高，同时，因其产生的污染对人体的伤害也引起了越来越多的医学关注。甲苯作为一种致癌物在环境中所允许的最大污染浓度为1ppm，但是对于受石油类污染物污染的区域，甲苯的浓度远超此限值。人体长期接触此类污染物将引起肝脏、肾脏及中枢神经系统的损伤，严重者甚至引起机体的癌变。本专利研究了对于水体中高浓度甲苯的去除，所合成过氧化钙对甲苯的降解率高且降解速度快，取得了良好的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于去除水体中甲苯污染物的纳米过氧化钙的制备方法。

本发明的提出的一种用于去除水体中甲苯的纳米级过氧化钙的制备方法，具体步骤如下：

以氢氧化钙和双氧水为原料，将过氧化钙和去离子水配成固含量为15%~30%的氢氧化钙浆液，经球磨机研磨2~3h；将双氧水加入烧杯中，烧杯置于温度为0-15度的冰水浴中并均匀搅拌，将氢氧化钙浆液徐徐加入双氧水中；加入的氢氧化钙浆液与双氧水反应15~20min至混合液呈米黄色，氢氧化钙浆液与过氧化氢的摩尔比为1:(4.5~7.5)；调节系统中混合液的pH值至6~7；混合液通过0.45μm滤膜，取膜上固态物质真空干燥至水分完全蒸发，即得所需产品。

本发明中，所述真空干燥温度为30~40℃。

本发明中，所述双氧水采用30%双氧水。

本发明中，系统中混合液的pH值通过加入盐酸调节。

本发明中，氢氧化钙浆液与过氧化氢的摩尔比为1:(6.5~7.5)。

本发明所制备纳米过氧化钙方法的优点是：所制备的纳米过氧化钙对污染物有较强的降解能力，经实验证实对甲苯的降解优于市售过氧化钙对甲苯的去除能力。且制备中原料成本低，所得过氧化钙具有较好稳定性及环境友好性。

附图说明

图1为实施例1纳米过氧化钙的XRD图谱；

图2、(a)、(b)未经研磨的氢氧化钙所合成过氧化钙的SEM图谱；

(c)、(d)针对实施例1所制备纳米级过氧化钙的SEM图谱。

具体实施方式

下面结合本发明所制备纳米过氧化钙对甲苯的降解进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

1、将氢氧化钙与去离子水配成固含量为15~30%的浆液，经球磨机研磨2~3h；

2、将与氢氧化钙摩尔比为1:（6.5~7.5）的双氧水加入烧杯中，并置于温度低于15℃的冰水浴中；