[发明专利]一种水中多环芳烃俘获剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水中多环芳烃俘获剂，包括磁性硅颗粒、结合缓冲液、DNA溶液，所述磁性硅颗粒、结合缓冲液、DNA溶液体积比为1:1‑2:1‑2；本发明的吸附剂载体为超顺磁性球形颗粒，比表面积大，增加有效接触面积，对多环芳烃的俘获效率高；多环芳烃通过嵌入在DNA双链中这一作用方式被俘获剂俘获，该反应可以在短时间内完成；本发明的俘获剂能快速俘获水中的多环芳烃，节约时间资源；俘获剂的制备以及利用其俘获水中多环芳烃的操作过程简单，不需要大型设备，条件温和，成本低廉。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种水中多环芳烃俘获剂及其制备方法。

背景技术

大部分多环芳烃类化合物都有毒，部分还具有强致畸致癌致突变作用，已有70余种多环芳烃类化合物被世界卫生组织国际癌症研究署列为3类以上致癌物，其中苯并(a)芘为1类致癌物。普遍认为多环芳烃的致病机理是通过与DNA形成加成物，从而破坏DNA的正常功能，最终诱发机体产生病变。多环芳烃分子基本为平面刚性结构，这是典型的DNA嵌入剂的特征。有研究表明DNA在体外也可以和碱基进行非共价结合，甚至直接嵌入DNA分子内部(康福星，寿炜君，高彦征.芳香烃菲与基因碱基的非共价结合及驱动机制.环境科学学报，2017，37(5)：1983-1992.；Kang F X，Hu X J，Liu J.Noncovalent binding of polycyclicaromatic hydrocarbons with genetic bases reducing the in vitro lateraltransfer of antibiotic resistant genes.Environmental ScienceTechnology,2015,49(17):10340-10348.)。

多环芳烃类化合物具有沸点高，结构稳定，生物利用率低等特点，能在环境中持久存在。通过石油泄漏、雨水径流、空中沉降以及工业废水尤其是煤炭化工、石油化工、用药、化学试剂和染料工业等的废水排放等方式，多环芳烃迁移进入水体中，不仅对水生生物造成很大的毒害，还可以通过食物链进入人的体内，严重威胁着人类的健康。水体中多环芳烃的污染已经日益引起人们的重视，包括活性炭吸附、光催化、过滤膜在内等方法已经应用在去除水体中多环芳烃方面。活性炭吸附能力有限，吸附效果往往不够理想，专利CN108147493 A公开的方法对活性碳进行化学改性，并联合蒙脱石制作成吸附剂，对多环芳烃的去除率仅在36-70％之间。光催化设备昂贵，维修成本高,专利CN 110292952 A公开了一种以淀粉和二氧化钛为主基材的光催化剂，用于降解废水中多环芳烃，对荧蒽、菲和萘的降解率在58％-76％之间。光催化需要用到特殊设备如高压汞灯，需要离心分离催化剂，能耗高；降解后的产物依然存留在水中，未能从水中去除；所述催化剂为粉末状，容易对水体造成二次污染。专利CN 101891292 A公开了一种用于吸附水中多环芳烃的电纺纳米纤维膜，该膜能够快速吸附水中多环芳烃，但是其吸附量较小，膜的再生需要使用有机溶剂，易造成有机溶剂二次污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种水中多环芳烃俘获剂，以解决背景技术中存在的问题；本发明操作简便，能耗少，所需时间短，效能高，仅需磁铁就能分离俘获剂，多环芳烃的去除率达到91.6-97.8％，磁性硅颗粒经过再生，可以多次重复使用，利用率高。

为了实现本发明的目的，本发明通过如下技术方法来实现：

一种水中多环芳烃俘获剂，包括磁性硅颗粒、结合缓冲液、DNA溶液，所述磁性硅颗粒、结合缓冲液、DNA溶液体积比为1:1-2:1-2。

优选的，所述磁性硅颗粒的比表面积大于20m²/g,平均粒径50-150nm，磁含量85％，饱和磁化强度50emu/g；如超顺磁性球形颗粒，超顺磁性球形颗粒由四氧化三铁内壳以及无定型的二氧化硅壳层组成。

优选的，所述磁性硅颗粒浓度为50-100mg/mL。