[发明专利]一种利用过硫酸盐及负载铁锰双相复合氧化石墨烯去除水中内分泌干扰物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水中内分泌干扰物的方法。

背景技术

内分泌干扰物(Endocrine disrupting chemicals,EDCs)是通过未经完全处理的生活污水、制药废水或牲畜水产业粪肥径流进入水环境，且在水体中富集后浓度会增加上百倍。而即使是痕量级别的EDCs亦会对长期暴露其中的人体及生物体产生致癌、致突变及干扰生殖系统与激素分泌等危害。由于上述物质被频繁地使用并进入环境水体中，导致其形成“假持续”(pseudo-persistent)现象，进而对人体健康以及整个生态系统构成长期潜在危害。现行常规饮用水处理工艺，如混凝、沉淀、过滤和消毒的方法对EDCs的去除十分有限，亟需研发新型高效水处理工艺应对上述物质所造成的饮用水安全隐患。

目前国内外去除水环境中的EDCs常用的方法包括生物法、物化法、电化学法及薄膜过滤法。由于EDCs对生物的毒性作用，使得未经特殊驯化的微生物对其去除作用十分有限；电化学法对该类物质的去除较为高效，但由于成本较高也难以大规模使用；膜技术作为21世纪最有前景的水处理技术，虽被广泛应用于饮用水处理，然而较高的膜组件设备和运行成本使其难以在大规模去除特定有机污染物中使用；物化法中的氧化和吸附，由于操作简单，去除效率高、成本可控而在饮用水处理中得到了广泛应用，然而单独氧化工艺或吸附工艺存在的成本较高，副产物较多，吸附剂难回收等问题，使其在应用研究中仍具有一定局限性。

发明内容

本发明的内容是要解决现有去除水中内分泌干扰物的方法去除效率低，成本高，副产物多，吸附剂难回收和不能大规模去除特定有机污染物的问题，而提供一种利用过硫酸盐及负载铁锰双相复合氧化石墨烯去除水中内分泌干扰物的方法。

一种利用过硫酸盐及负载铁锰双相复合氧化石墨烯去除水中内分泌干扰物的方法，是按以下步骤完成的：

一、将过硫酸盐与预处理的水混合：将过硫酸盐与预处理的水混合，再在室温下和搅拌速度为160r/min～250r/min的条件下搅拌20min～45min，得到过硫酸盐和预处理的水的混合溶液；

步骤一中所述的过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钙中的一种或其中几种的混合物；

步骤一中所述的预处理的水中内分泌干扰物的浓度为0.02mg/L～100mg/L；

步骤一中所述的过硫酸盐的质量与预处理的水的质量比为1:(1000～10000)；

二、调节反应pH值：在搅拌速度为150r/min～200r/min的条件下使用0.1mol/L～100mol/L的高氯酸和0.1mol/L～100mol/L的氢氧化钠溶液将过硫酸盐和预处理的水的混合溶液的pH值调节至6.5～7.5，得到调节pH值后的过硫酸盐和预处理的水的混合溶液；

三、制备负载铁锰双相复合氧化石墨烯：

①、将氧化石墨烯加入到质量分数为97％～99％的乙二醇溶液中，再使用超声波震荡仪震荡分散3h～4h，得到氧化石墨烯和乙二醇的混合溶液；

步骤三①中所述的氧化石墨烯的质量与质量分数为97％～99％的乙二醇溶液的体积比为(0.001g～10g):1mL；

②、将柠檬酸钠和乙二醇的混合溶液在温度为60℃～75℃下加热20min～45min，得到加热后的柠檬酸钠和乙二醇的混合溶液；再向加热后的柠檬酸钠和乙二醇的混合溶液中加入FeCl₃·6H₂O、尿素和MnCl₂·6H₂O，再在室温和磁力搅拌速度为100r/min～250r/min的条件下磁力搅拌2h～4h，得到含有铁锰的柠檬酸钠和乙二醇的混合溶液；

步骤三②中所述的柠檬酸钠和乙二醇的混合溶液中柠檬酸钠的浓度为60mg/mL～200mg/mL；

步骤三②中所述的加热后的柠檬酸钠和乙二醇的混合溶液的体积与FeCl₃·6H₂O的质量比为(1mL～1000mL):1g；

步骤三②中所述的FeCl₃·6H₂O与尿素的质量比为(0.01～100):1；

步骤三②中所述的FeCl₃·6H₂O与MnCl₂·6H₂O的质量比为(0.01～1000):1；