[发明专利]一种活化过一硫酸盐降解阿特拉津的方法

说明书

本发明涉及一种活化过一硫酸盐去除阿特拉津的方法，属于环境污染修复领域。本发明通过草酸共沉淀亚铁盐、硫代硫酸盐得到草酸亚铁前驱体，再经过高温煅烧，制备磁性多空硫化的三氧化二铁催化剂材料，其主体成分为γ型的三氧化二铁以及经过硫代硫酸盐硫化作用形成的基铁矾成分：γ型三氧化二铁的主体结构使得该催化剂材料具有显著的磁性，同时经过硫代硫酸盐的硫化作用，该催化剂材料可在中性条件下有效活化过一硫酸盐氧化剂，产生强氧化性的自由基降解阿特拉津。本发明中催化剂和氧化剂的利用效率高，在近中性的水体中处理阿特拉津效果显著；同时该催化剂材料具有较强的磁性，可以采用磁性分离的方法回收该催化剂材料，避免产生二次污染。

技术领域

本发明涉及环境污染修复领域，尤其涉及一种活化过一硫酸盐降解阿特拉津的方法。

背景技术

随着我国经济的迅速发展，人们日益增长的物质文化需求使得我国现代工业企业迅速崛起，石油化工、医药、农药和染料等工业产生的污染日益严重，工厂排放的废水以及生活污水中都含有大量的有毒有害物质，污废水的成分复杂，尤其是工业废水中含有大量的难降解污染物，不仅难处理，毒性大，还具有一定的富集性，长期存在于自然界中必将对水体、土壤、大气以及人类产生危害。

多年来，三嗪类有机污染物阿特拉津(ATZ)因为其成本低、除草效果好被广泛应用于农药中，阿特拉津化学性质稳定，很难被降解，在土壤中己经有大量的残留，同时通过雨水的冲刷会流入水体，对自然界产生了极大的毒害作用。

为了降低水体中难降解污染物的含量，以羟基自由基和硫酸根自由基为基础的高级氧化技术应运而生，相比于其他常规的物理、化学、生物方法处理废水，高级氧化技术可以去除普通生化法难以去除的有毒有害污染物，具有去除效果好、反应速率快、无二次污染、处理设备简单易操作等优点。其中，基于硫酸自由基(SO₄^-·)的过硫酸盐活化技术深度处理废水中难降解有机污染物是近年来发展起来的一种新型高级氧化技术。过一硫酸盐(PMS)作为一种能产生自由基的常用过硫酸盐氧化剂，由于其在常温下较为稳定，因此通常需要外加手段(紫外光、热、微波、过渡金属离子等)进行活化才能产生活性自由基。但使用紫外光、热、微波进行活化PMS的时候，能量消耗大、成本较高，而在使用过渡金属离子活化PMS的时候，会产生引入二次污染的问题。因此通过绿色环保的过渡金属氧化物活化PMS成为一种新思路。

铁氧化物是自然环境中广泛存在的一类铁矿物，这些氧化铁来源丰富、成本低廉、性质稳定、容易合成、安全性好；其中许多铁氧化物可以活化PMS形成硫酸自由基去除水体中的有机污染物，是备受科研工作者关注和青睐的环境友好型类芬顿催化剂。然而，目前文献报道显示铁氧化物在活化PMS过程中，表面的亚铁离子难以再生，从而导致其催化活性降低，对污染物的处理效果不佳，此外，常见的氧化铁材料，许多没有磁性，在实际使用中难以有效的从水体中分离，造成二次污染。因此，开发或制备出高效率、绿色无毒，易于从水体中分离的新型铁基氧化物材料，拓宽铁基氧化物的应用范围，使其能高效活化PMS，将是对硫酸自由基为主的高级氧化技术的一个重要贡献。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种活化过一硫酸盐降解阿特拉津的方法，该方法利用磁性多空硫化的三氧化二铁催化剂材料活化过一硫酸盐(PMS)产生自由基去除阿特拉津；该方法解决了传统高级氧化法中铁氧化物催化剂材料和PMS氧化剂利用效率不高、难以回收、中性pH条件下效果差等问题。

本发明提供了一种活化过一硫酸盐降解阿特拉津的方法，包括以下步骤：

S1、制备磁性多空硫化的三氧化二铁催化剂材料；

S2、取阿特拉津污染液，调节其pH为中性；

S3、向步骤S2溶液中加入步骤S1制备的磁性多空硫化的三氧化二铁催化剂材料，并进行搅拌，再加入氧化剂PMS，开始反应，对阿特拉津进行降解；

在步骤S1中，制备磁性多空硫化的三氧化二铁催化剂材料具体包括如下步骤：