一种基于纳米片状氧化铜降解水中双酚A的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米片状氧化铜降解水中双酚A的方法，属于水处理技术领域。本发明专利技术通过在水体中加入纳米片状氧化铜、过硫酸盐，短时间内高效降解水体中的BPA，并且对高浓度盐存在的环境下，仍然能够实现有效且高效的BPA去除效果，且有较高的矿化度。本发明专利技术处理方法简便温和，短时高效，适用于高盐环境，具有非常好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米片状氧化铜降解水中双酚A的方法
本专利技术涉及一种基于纳米片状氧化铜降解水中双酚A的方法，属于水处理

技术介绍
双酚A是一种人工合成的化合物，在自然条件下并不存在。双酚A(BPA)在化工产业链上端具有举足轻重的地位，作为原料用于合成聚碳酸酯、环氧树脂、酚醛树脂、PVC稳定剂、阻燃剂和增塑剂等。日本、美国和世界野生动物基金会等国家或者组织均指出BPA是环境激素，将其划为酚类内分泌干扰物之一。通常BPA在环境中半衰期较短，在环境中能够被生物降解，降解后最终转化为CO2。但是这个过程较慢。有学者研究河流中双酚A的生物降解发现降解周期大约为几十天。并且它的应用范围广，需求量也日益增加，世界每年对BPA的需求量大约几百万吨。生产或者使用BPA化学品的工业会排放出含有BPA的废水、污泥和废渣，经过地表径流和雨水的冲刷，BPA就进入到水环境中，这是BPA在水环境的主要来源。除此之外，暴露于高温环境和水环境的含有BPA的塑料制品也会溶出，这些BPA最终也会进入到水环境中。人类一般通过食用或者饮用聚碳酸酯作为包装材料的食物或者饮料直接接触BPA。BPA的含量即使处于痕量水平，也会危害生物健康。目前大多数人认为BPA的危害有:破坏人体免疫系统以及神经系统，干扰正常激素导致内分泌失调，影响胎儿和儿童的健康发育，会造成生殖障碍，引发癌症等等。BPA和活性氧接触后会发生一种叫做氧化应激的反应，其产物被认为或许具有遗传毒性，将干扰人体的内分泌系统从而导致各种异常现象。随着工业快速发展，对BPA的需求量越来越大，环境水体中BPA浓度也越来越高，自然的生物降解不能快速的降解自然水体中日益增加BPA。现有报道的BPA废水处理方法有生物降解法、高级氧化法、吸附法和膜分离技术等。高盐度有机废水其特点是可溶性盐和难降解有机化合物浓度较高，在农业、食品、化工、印染、和医疗等多种工业生产过程都有可能产生，高盐会对细菌有严重的抑制作用，所以一般的生物处理不适用于高盐废水。而当高盐废水中存在一些难降解的有机污染物时，一般的高级氧化工艺也不能高效的对其降解，因为高盐对高级氧化工艺产生的具有强氧化性的自由基会有抑制其生成的作用，并且有可能与污染物反应生成有毒副产物。因此，提供一种即可处理普通废水，还能够适应于高盐环境下降解去除BPA的方法是非常重要的。
技术实现思路
技术问题：针对上述关于普通废水以及高盐条件下普通高级氧化技术不适用于难降解有机物比如BPA的问题，本专利技术提供了一种可用于降解高盐背景下BPA的方法，可在短时间内高效解目标污染物BPA，且有较高的矿化度。技术方案：本专利技术提供了一种降解水中BPA的方法，所述方法是将纳米片状氧化铜、过硫酸盐加入到水体中进行降解处理；所述纳米片状氧化铜通过如下方法制得：将可溶性的二价铜盐、碱试剂分散在水中，混匀获得混合体系；将混合体系进行水热反应，反应结束后，固液分离、收集固体，即得纳米片状氧化铜。本专利技术还提供了一种高盐废水中BPA的方法，所述方法是将纳米片状氧化铜、过硫酸盐加入到水体中进行降解处理；所述高盐体系的盐浓度为50mg/L-300g/L；所述纳米片状氧化铜通过如下方法制得：将可溶性的二价铜盐、碱试剂分散在水中，混匀获得混合体系；将混合体系进行水热反应，反应结束后，固液分离、收集固体，即得纳米片状氧化铜。在本专利技术的一种实施方式中，高盐体系包括如下任意一种或多种阳离子：Na+、K+；和如下任意一种或多种阴离子：Cl-、NO3-、HCO3-、CO32-、SO42-、HPO43-。高盐体系是一种水环境体系。在本专利技术的一种实施方式中，纳米片状氧化铜相对高盐体系的投加量为0.04-0.08g/L；优选CuO投加量为0.06-0.08g/L。在本专利技术的一种实施方式中，过硫酸盐(PS)选用的是廉价易得的过二硫酸盐；过二硫酸盐可选用常见的过二硫酸钠或过二硫酸钾；优选过二硫酸钠。在本专利技术的一种实施方式中，过硫酸盐相对高盐体系的投加量为0.25-2mmol/L；优选投加量为0.5-2mmol/L。在本专利技术的一种实施方式中，水热反应的温度为60-100℃；时间为10-20h。具体水热反应温度可选为80℃，时间可选为12h。在本专利技术的一种实施方式中，所述降解处理的过程中还需要控制pH环境，pH范围可以在3-11；最优pH条件为5-9。在本专利技术的一种实施方式中，降解处理的应温度没有限制，常见的室温都适用。在本专利技术的一种实施方式中，目标污染物BPA的实验浓度为5-20ppm，考虑到BPA在实际污水厂出厂中可能的浓度以及降解速率优选最适BPA浓度为10ppm。在本专利技术的一种实施方式中，在制备纳米片状氧化铜的过程中，二价铜盐选自：硝酸铜、三水合硝酸铜、氯化铜、二水合氯化铜。在本专利技术的一种实施方式中，在制备纳米片状氧化铜的过程中，混合体系中二价铜盐的浓度为0.01-0.05g/mL；具体可选0.02g/mL。在本专利技术的一种实施方式中，所述混合体系还包括加入结构导向剂聚乙二醇200；所述结构导向剂相对混合体系的添加量为0.05-0.1g/m；具体可选0.06g/mL。在本专利技术的一种实施方式中，在制备纳米片状氧化铜的过程中，碱试剂包括：NaOH、KOH。在本专利技术的一种实施方式中，在制备纳米片状氧化铜的过程中，碱试剂的用量为使得铜盐能够沉淀完全。在本专利技术的一种实施方式中，所述纳米片状CuO具体可通过如下方法制得：(1)常规一步合成法制备CuO，铜源为三水硝酸铜，加氢氧化钠生成深蓝色氢氧化铜沉淀，加入分散剂聚乙二醇200，搅拌分散30min，形成均匀分散的氢氧化铜。(2)将上述均匀分散的深蓝色液体转移至反应釜中，水热反应温度为80℃，反应时间为12h；将反应后的液体过滤，用乙醇和去离子水反复冲洗，放入60℃的烘箱干燥一整夜，最终得到上述纳米片状CuO样品。有益效果：(1)本专利技术制备的纳米片状氧化铜可以在短时间内降解高盐下的BPA。(2)氧化铜为碱性氧化物，若水体为酸性，可以调整水体pH为弱酸性。(3)本反应途径消耗的氧化剂(过硫酸钠)比常见的高级氧化的铁系催化反应消耗的少60-85％，并且氧化剂在重复三次后仍能达到70％以上的降解率，有希望实现氧化剂的多次循环利用。附图说明图1为对比例1CuO对BPA的吸附效果图。图2为实施例1pH对反应的影响图。图3为实施例2过硫酸盐投加量对处理效果的影响图。图4为实施例3双酚A浓度对处理效果影响图。图5为实施例4催化剂CuO投加量对处理效果影响图。图6为实施例6中投加NaCl模拟高盐废水条件对处理效果的影响图。图7为实施例7中投加NaNO3模拟高盐废水条件对处理效果的影响图。图8为实施例8中投加NaHCO3模拟高盐废水条件对处理效果的影响图。图9为实施例9中投加Na2CO3模拟高盐废水条件对处理效果的影响图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降解水中BPA的方法，其特征在于，所述方法是将纳米片状氧化铜、过硫酸盐加入到水体中进行降解处理；所述纳米片状氧化铜通过如下方法制得：/n将可溶性的二价铜盐、碱试剂分散在水中，混匀获得混合体系；将混合体系进行水热反应，反应结束后，固液分离、收集固体，即得纳米片状氧化铜。/n

【技术特征摘要】
1.一种降解水中BPA的方法，其特征在于，所述方法是将纳米片状氧化铜、过硫酸盐加入到水体中进行降解处理；所述纳米片状氧化铜通过如下方法制得：
将可溶性的二价铜盐、碱试剂分散在水中，混匀获得混合体系；将混合体系进行水热反应，反应结束后，固液分离、收集固体，即得纳米片状氧化铜。


2.一种高盐废水中BPA的方法，所述方法是将纳米片状氧化铜、过硫酸盐加入到水体中进行降解处理；所述高盐体系的盐浓度为50mg/L-300g/L；
所述纳米片状氧化铜通过如下方法制得：将可溶性的二价铜盐、碱试剂分散在水中，混匀获得混合体系；将混合体系进行水热反应，反应结束后，固液分离、收集固体，即得纳米片状氧化铜。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，高盐废水中包含如下任意一种或多种阳离子：Na+、K+；和包含如下任意一种或多种阴离子：Cl-、NO3-、HCO3-、CO32-、SO42-、HPO43-。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，纳米片状氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢利娟，孙紫晶，邓芸，缪恒锋，阮文权，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32