[发明专利]一种利用铁锰双相掺杂石墨烯激活单过硫酸盐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。

目前处理水中微量有机污染物(内分泌干扰物、抗生素等)主要应用氯化、臭氧及高级氧化工艺，而这些方法处理水中的内分泌干扰物效果不佳且设置多段工艺将导致处理成本增加。

发明内容

本发明的目的是要解决现有方法去除水中内分泌干扰物的去除效率低，成本高的问题，而提供一种利用铁锰双相掺杂石墨烯激活单过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法。

一种利用铁锰双相掺杂石墨烯激活单过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法，是按以下步骤完成的：

一、将单过硫酸盐与预处理的水混合：将单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，得到单过硫酸盐和预处理的水的混合溶液；

步骤一中所述的单过硫酸盐为单过硫酸钾、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；

步骤一中所述的单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的氢氧化钠溶液将单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值后的单过硫酸盐和预处理的水的混合溶液；

三、制备铁锰双相掺杂石墨烯：

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；

③、将氧化石墨烯和乙二醇的混合溶液与含有铁锰的柠檬酸钠和乙二醇的混合溶液混合，再加入到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，再将不锈钢高压反应釜密封，再将密封的不锈钢高压反应釜在温度为200℃～230℃下反应12h～48h，再自然冷却至室温，得到黑色悬浊液；

步骤三③中所述的氧化石墨烯和乙二醇的混合溶液与含有铁锰的柠檬酸钠和乙二醇的混合溶液的体积比为(0.1～50):1；

④、将黑色悬浊液在离心速度为6500r/min～8000r/min下进行离心分离10min～30min，得到离心分离后的沉淀物质；分别使用甲醇和去离子水清洗离心分离后的沉淀物质5次～10次，再在温度为-18℃～15℃下干燥24h～48h，得到铁锰双相掺杂石墨烯；