[发明专利]一种用于地下水有机污染修复的纳米催化剂的制备及其使用方法

说明书

本发明属于地下水修复领域，公开了一种用于地下水有机污染修复的纳米催化剂的制备及其使用方法。制备方法为：利用改性的氨基微球纳米负载体与六水合硝酸钴溶液在气泡液膜反应器中得到混合溶液，并进行冷冻干燥于Hsubgt;2/subgt;氛围中煅烧，得到的产物记为Co‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;‑APTES；而后通过气泡液膜法制得无规则块状前驱体；最后发生水热反应，制得原位负载单原子钴的改性氨基微球纳米催化剂。使用方法为：纳米催化剂、过硫酸盐与含有机污染物水体混合进行降解反应，完成对水体中有机污染物的降解。本发明用于地下水有机污染修复的纳米材料及其使用方法，具有反应活性高、降解效果好、绿色环保等优点，能够高效去除水体中的有机污染物，应用前景好。

技术领域

本发明属于地下水修复领域，涉及一种用于地下水有机污染修复的纳米催化剂的制备及其使用方法。

背景技术

目前，地下水污染作为一个制约人类社会可持续发展的问题正日益受到世界各国的广泛关注。地下水污染问题是威胁地下水资源的主要因素，尤其是石油化工及工业企业产生的大量有机污染物通过雨水淋滤、土壤渗透和地下水位波动等方式进入地下水，存在形态复杂、不易处理等问题，对周边环境造成严重危害，严重威胁了人们的健康。

由于活化方法多样、稳定性好、反应活性物质产量高和适用范围广等优势，过硫酸盐类高级氧化技术用于地下水净化受到广泛关注。过硫酸盐可通过紫外照射、热、碱、超声和催化剂等方法来活化以产生高反应活性物质，从而对顽固性有机污染物进行高效降解。目前，催化性能最佳的活化方法是添加钴离子，但其毒性较大，且钴溶出对环境影响较大。因此，如何获得一种活化效率高、稳定性好和绿色环保的过硫酸盐催化材料是当务之急。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种用于地下水有机污染修复的纳米催化剂的制备及其使用方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种用于地下水有机污染修复的纳米催化剂的制备及其使用方法，包括如下步骤：

(1)称取三聚氰胺和溴化铵，加入到去离子水中进行溶解，将溶液放置在90℃油浴中蒸干后，将得到的固体置于加盖的坩埚中，以5℃/min的速率升温至550℃，并于该温度下持续加热3.5小时后，取出用经充分研磨获取粉体，制得g-C₃N₄。再称取一定量的g-C₃N₄，溶解于20～100mL去离子水中，在水浴环境中加热搅拌至g-C₃N₄完全溶解，然后逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，制得改性的氨基微球载体，所得产品简称为C₃N₄-APTES；

进一步地，步骤(1)中所述三聚氰胺为3～5g，溴化铵为10～30g，去离子水为20～50mL；

进一步地，步骤(1)中所述称取g-C₃N₄为2～10g；

进一步地，步骤(1)中所述水浴环境温度为80～90℃；

进一步地，步骤(1)中所述加热搅拌时间为2～8分钟；