一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法技术

一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法，它属于高级氧化技术领域，涉及一种去除水中内分泌干扰物的方法。本发明专利技术的目的是要解决现有单独使用过氧乙酸氧化剂降解水中内分泌干扰物存在降解效率差，催化剂使用周期短和降解成本高的问题。方法：一、制备金属盐溶液；二、制备氢氧化钠和碳酸钠混合溶液；三、制备凝胶；四、老化；五、将层状水滑石材料和过氧乙酸加入到含有内分泌干扰物的废水中降解内分泌干扰物。本发明专利技术在30min内对水中内分泌干扰物的降解率可达100％。本发明专利技术适用于降解内分泌干扰物。适用于降解内分泌干扰物。适用于降解内分泌干扰物。

【技术实现步骤摘要】
一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法


[0001]本专利技术属于高级氧化
，涉及一种去除水中内分泌干扰物的方法。

技术介绍

[0002]高级氧化工艺(AOP)由于其对有机污染物的高效降解和矿化作用，已被广泛用于难降解废水的处理。反应性物质，如羟基自由基(
·
OH)和硫酸根自由基(SO4·
‑
)是这些系统中的主要氧化剂，可以通过前体(例如过氧化氢(H2O2)，过氧化单硫酸盐(PMS)和过氧化二硫酸盐(PDS))。如今，过氧乙酸(PAA)是一种广泛用于消毒和灭菌的过氧酸氧化剂，越来越多地用作AOPs的替代前体。过氧乙酸氧化剂广泛用作强效消毒剂和清洁剂，与传统氧化剂(如氯和H2O2)相比，其氧化效率高，形成消毒副产物的趋势较低，更容易活化。它具有高度氧化性，标准还原电位(E0＝1.06
‑
1.96V)类似于氯(E0＝1.4V)和过氧化氢(E0＝1.8V)。此外，PAA具有易于激活的O—O键，可产生氧化反应物种，如
·
OH、1O2和CH3CO2·
。PAA中O
‑
O键的离解能(159kJ/mol)低于H2O2(213kJ/mol)和过硫酸盐(317kJ/mol)中的O
‑
O键，表明PAA更容易激活。
[0003]现有单独使用过氧乙酸氧化剂降解水中内分泌干扰物存在降解效率差，催化剂使用周期短和降解成本高的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是要解决现有单独使用过氧乙酸氧化剂降解水中内分泌干扰物存在降解效率差，催化剂使用周期短和降解成本高的问题，而提供一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法。
[0005]一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法，是按以下步骤完成的：
[0006]一、制备金属盐溶液：
[0007]将二价金属盐和三价金属盐溶解到水中，得到金属盐溶液；
[0008]二、制备氢氧化钠和碳酸钠混合溶液：
[0009]将氢氧化钠和碳酸钠溶解到水中，得到氢氧化钠和碳酸钠混合溶液；
[0010]三、在搅拌条件下，将氢氧化钠和碳酸钠混合溶液滴加到金属盐溶液中，直至金属盐溶液的pH值为10，得到凝胶；
[0011]四、将凝胶进行老化，再使用去离子水清洗，干燥，最后研磨，得到层状水滑石材料；
[0012]五、将层状水滑石材料和过氧乙酸加入到含有内分泌干扰物的废水中，调节废水的pH值为3～9，在搅拌条件下降解内分泌干扰物，即完成该方法。
[0013]本专利技术的原理：
[0014]层状水滑石(LDHs)包括由二价金属离子(M
2+
：Cu
2+
、Mg
2+
、Ni
2+
、Zn
2+
)和三价金属离
子形成的主层(M
3+
：Fe
3+
、Al
3+
)和主要由阴离子(例如NO3‑
和CO
32
‑
)和水分子。通过选择宿主层中的金属物种和阴离子物种，可以合成各种类型的LDH，本专利技术首次将层状水滑石应用于催化过氧乙酸，处理水中内分泌干扰物。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]一、本专利技术通过共沉淀法制备了Cu
‑
AlLDH催化剂，将一定比例的铜盐和铝盐混合，用碱性溶液调节pH，产生凝胶，干燥后制成Cu
‑
AlLDH；
[0017]二、本专利技术提供了一种Cu
‑
AlLDH催化过氧乙酸降解水中双酚A的方法，该方法通过Cu
‑
AlLDH高效活化过氧乙酸产生表面羟基、过氧化氢、CH3C(O)O
·
和CH3C(O)OO
·
以及羟基自由基，利用这些活性氧物种实现对水中污染物的降解，相对于直接以过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的情况，本专利技术可有效提高对水中污染物的降解效率；
[0018]三、本专利技术在30min内对水中内分泌干扰物的降解率可达100％。
附图说明
[0019]图1为不同实施例1～3制备的Cu
‑
AlLDH催化过氧乙酸降解双酚A的降解曲线图，图中1为实施例3，2为实施例1，3为实施例2；
[0020]图2为在不同pH值条件下实施例1、4、5制备的Cu
‑
AlLDH催化过氧乙酸降解双酚A的降解曲线图，图中1为实施例1，2为实施例5，3为实施例4；
[0021]图3为实施例1和实施例6制备的Cu
‑
AlLDH催化过氧乙酸降解双酚A的降解曲线图，1为实施例1，2为实施例6；
[0022]图4为实施例1、7和8降解双酚A的降解曲线图，图中1为实施例1，2为实施例7，3为实施例8。
具体实施方式
[0023]以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。
[0024]具体实施方式一：本实施方式一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法，是按以下步骤完成的：
[0025]一、制备金属盐溶液：
[0026]将二价金属盐和三价金属盐溶解到水中，得到金属盐溶液；
[0027]二、制备氢氧化钠和碳酸钠混合溶液：
[0028]将氢氧化钠和碳酸钠溶解到水中，得到氢氧化钠和碳酸钠混合溶液；
[0029]三、在搅拌条件下，将氢氧化钠和碳酸钠混合溶液滴加到金属盐溶液中，直至金属盐溶液的pH值为10，得到凝胶；
[0030]四、将凝胶进行老化，再使用去离子水清洗，干燥，最后研磨，得到层状水滑石材料；
[0031]五、将层状水滑石材料和过氧乙酸加入到含有内分泌干扰物的废水中，调节废水的pH值为3～9，在搅拌条件下降解内分泌干扰物，即完成该方法。
[0032]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的二价
金属盐为硝酸铜、碱式碳酸铜、硝酸锌、硝酸钴或硝酸镁。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0033]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的三价金属盐为硝酸铝、氯化铝或硝酸铁。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
[0034]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的二价金属盐与三价金属盐的物质的量比为(1～3):1；步骤一中所述的二价金属盐的物质的量与水的体积比为(50mmol～200mmol):(100mL～400mL)。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
[0035]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的氢氧化钠和碳酸钠的摩尔比为1:(1～2)；步骤二中所述的氢氧化钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法，其特征在于该方法是按以下步骤完成的：一、制备金属盐溶液：将二价金属盐和三价金属盐溶解到水中，得到金属盐溶液；二、制备氢氧化钠和碳酸钠混合溶液：将氢氧化钠和碳酸钠溶解到水中，得到氢氧化钠和碳酸钠混合溶液；三、在搅拌条件下，将氢氧化钠和碳酸钠混合溶液滴加到金属盐溶液中，直至金属盐溶液的pH值为10，得到凝胶；四、将凝胶进行老化，再使用去离子水清洗，干燥，最后研磨，得到层状水滑石材料；五、将层状水滑石材料和过氧乙酸加入到含有内分泌干扰物的废水中，调节废水的pH值为3～9，在搅拌条件下降解内分泌干扰物，即完成该方法。2.根据权利要求1所述的一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法，其特征在于步骤一中所述的二价金属盐为硝酸铜、碱式碳酸铜、硝酸锌、硝酸钴或硝酸镁。3.根据权利要求1所述的一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法，其特征在于步骤一中所述的三价金属盐为硝酸铝、氯化铝或硝酸铁。4.根据权利要求1所述的一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法，其特征在于步骤一中所述的二价金属盐与三价金属盐的物质的量比为(1～3):1；步骤一中所述的二价金属盐的物质的量与水的体积比为(50mmol～200mmol):(100mL～400mL)。5.根据权利要求1所述的一种层状水滑石材料催化过氧乙酸处理水中内分泌干扰物的方法，其特征在于步骤二中所述的氢氧化钠和碳酸钠的摩尔比为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志强，武睿，马军，赵莹，刘路明，郄航，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学广东粤海水务投资有限公司粤海水资源工程研究中心广东有限公司，
类型：发明
国别省市：