[发明专利]一种用于处理塑料表面污染物的磁性碳材料及其处理方法

说明书

本发明公开了一种用于处理塑料表面污染物的磁性碳材料，其由如下方法制备：将生物质原材料烘干，粉碎后过筛，将得到的生物质粉末与高铁酸钾混合均匀，将得到的均匀粉末混合物加热到600～1000℃，并在目标温度下保持一段时间，然后温度降到室温后取出，得到磁性碳材料。还公布了采用该磁性碳材处理塑料表面污染物的具体方法。通过本发明的磁性碳材料活化过硫酸盐，能够对微塑料表面的有机质层进行处理，并同时去除微塑料表面和释放出来的污染物。

技术领域

本发明涉及一种用于处理塑料表面污染物的磁性碳材料及其处理方法。

背景技术

直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒称为微塑料。微塑料在水体以及水体沉积物中的含量非常高。常见的微塑料种类包括：聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。大量存在的微塑料对近岸生态环境和海洋构成生态污染。生物体会因为吞噬了微塑料影响自身生长发育；微塑料在海洋环境还中会释放出自身分解后产生的添加剂或有毒单体。除此之外，微塑料还可以作为重金属或富集有机污染物的载体，通过食物链层层富集最终危害生物健康。微塑料在水体中长期自然老化的过程中，其表面会形成一层生物膜，从而促进了水体中的污染物在微塑料表面的附着。微塑料表面的污染物会随着微塑料进入生物炭体内，污染物从微塑料表面释放并在生物体内富集，通过食物链放大，对水环境和人类健康造成严重危害。因此，研发一种能将微塑料表面的污染物去除的技术至关重要。然而，目前尚未有相关的技术报道。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于处理塑料表面污染物的磁性碳材料及其微塑料表面污染物的处理方法，本发明采用基于过硫酸盐的高级氧化的技术，采用磁性碳材料活化过硫酸盐，对微塑料表面的有机质层进行处理，并同时去除微塑料表面和释放出来的污染物。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于处理塑料表面污染物的磁性碳材料，其由如下方法制备：将生物质原材料烘干，粉碎后过筛，将得到的生物质粉末与高铁酸钾混合均匀，将得到的均匀粉末混合物加热到600～1000℃，并在目标温度下保持一段时间，然后温度降到室温后取出，得到磁性碳材料。

进一步的，所述烘干温度为60～80℃。

进一步的，所述生物质与高铁酸钾的质量比1:1～10:1。

进一步的，在目标温度下保持1～4h。

进一步的，在缺氧条件下将得到的均匀粉末混合物加热到600～1000℃

一种微塑料表面污染物的处理方法，包括如下步骤：

(1)经过自然老化后的并附着有污染物的微塑料加入水溶液中，将如权利要求1-4任意一项所述的磁性碳材料磁性碳材料加入溶液中；

(2)将过硫酸盐加入步骤(1)中得到的混合溶液中，并充分搅拌反应，然后通过外加磁场将磁性碳材料从溶液中分离，即可实现微塑料表面污染物的处理。

进一步的，所述步骤(1)中磁性碳材料、微塑料和水溶液的重量份比为1:5:25～1:10:50。

进一步的，所述步骤(2)中加入1～5mM过硫酸盐。

进一步的，所述步骤(2)搅拌反应10min～1h。

进一步的，所述微塑料为直径5mm的颗粒。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明所用的材料易得，价格低廉，不仅是一种新型、绿色友好、高效的材料及方法，而且能够将水体中微塑料上附着的污染物彻底去除，不存在二次污染。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。