[发明专利]一种铁氧体磁性纳米颗粒去除水中双氯芬酸的方法

说明书

本发明涉及一种铁氧体磁性纳米颗粒去除水中双氯芬酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)调节待处理水体的pH值，投入铁氧体磁性纳米颗粒；(2)搅拌充分混合，进行吸附反应；(3)达到吸附平衡后，采用外加磁场的方法，进行固液分离，将待处理水体中的双氯芬酸除去。与现有技术相比，本发明利用铁氧体磁性纳米颗粒比表面积大的特点，吸附双氯芬酸，去除效率高，而且由于铁氧体磁性纳米颗粒具有磁性，可以通过外加磁场，快速从水体分离回用，无二次污染，这些优点使得铁氧体磁性纳米颗粒在饮用水或污水中痕量双氯芬酸污染物去除方面具有广阔的应用前景，为环境水体中痕量双氯芬酸污染物的强化去除技术提供一种有效方法。

技术领域

本发明属于环境保护和水处理技术领域，涉及一种铁氧体磁性纳米颗粒去除水中双氯芬酸的方法。

背景技术

近年来，药物和个人护理品(Pharmaceuticals and personal care products，简称PPCPs)作为一类新型污染物引起的环境生态风险受到人们越来越多的关注。其中，双氯芬酸(Diclofenac，简称DFC)作为非甾体抗炎药被广泛用于止痛、抗关节炎、治疗风湿等疾病方面。由于被大量使用，成为在水环境中检出频率最高的PPCPs组分之一。目前已在污水厂出水、地表水、地下水甚至饮用水中检出双氯芬酸，浓度高达μg/L水平。由于双氯芬酸生物降解效率极低，传统的污水处理工艺不能有效去除，使之随污水厂出水源源不断的进入环境水体，造成“伪持续性”。尽管在水环境中痕量存在，但双氯芬酸在环境中的难生物降解性和持久性，使其有可能经食物链传递在生物体中富集和放大，从而给水生生态系统和人体健康带来潜在的危害。因此，寻找去除水中双氯芬酸的高效方法十分必要。

已有多篇报道提出采用膜过滤、高级氧化和吸附分离等技术去除水体中的痕量药物。但膜过滤、高级氧化等技术不仅增加了污水处理的成本，而且易受到水体环境中干扰物质的抑制，使得其对双氯芬酸的去除率降低，同时，高级氧化技术容易产生毒性更强的中间产物，造成二次污染。吸附法目前被广泛应用于污水、地表水、地下水和饮用水等各种水体中痕量有机污染物的去除。例如，有研究者采用碳基材料、合成树脂、分子印迹聚合物等吸附剂去除水体中的药物化合物。然而，由于成本高，难以分离和再生，致使这些吸附剂的广泛应用受到限制。因此，如何高效除去水体中的痕量双氯芬酸，是需要认真解决的技术问题。

在这个问题上，由于简单的合成和操作，磁性纳米材料的应用将是一种既经济又高效的选择。目前环境领域应用的磁性纳米材料多为铁氧体(以通式MFe₂O₄表示，其中M通常为二价金属离子)，尽管铁氧体主要应用于电感器，变压器，气体传感器，光催化剂等领域，但由于它们具有很大的比表面积、丰富的表面官能团和较高的饱和磁化强度，使其对多种污染物具有较高的吸附性能，而被认为是去除水体中的痕量药物的潜在吸附剂。例如，磁铁矿(Fe₃O₄)纳米颗粒被用于吸附水中的四环素和磺酰胺化合物等。另外，铁氧体磁性纳米颗粒在酸性介质中具有更高的稳定性，这可以让吸附反应在较宽的pH范围内进行；并且吸附有药物化合物的铁氧体磁性纳米颗粒可以通过外加磁场分离，并在一定条件下再生(溶剂洗脱或高温加热)，实现吸附材料的重复利用。

中国专利CN102125848A公开了一种磁性异相光芬顿催化剂降解有机污染物的方法，该方法：将有机污染物溶液放置于反应容器中；在反应容器中加入适量草酸；在反应容器中加入适量磁性异相光芬顿催化剂；在可见紫外光照射下进行光催化反应。该专利主要是利用镍铁氧体的光催化性能，作为磁性异相光芬顿催化剂降解水中的有机污染物，降解过程中需要外加紫外光源增加了能耗和费用，且容易产生二次污染物。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种铁氧体磁性纳米颗粒去除水中双氯芬酸的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种铁氧体磁性纳米颗粒去除水中双氯芬酸的方法，包括以下步骤：