一种邻苯二酚复合非织造布协同过硫酸盐降解水中微量抗生素的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种邻苯二酚复合非织造布协同过硫酸盐降解水中微量抗生素的应用；所述邻苯二酚复合非织造布的制备包括以下步骤：非织造布清洗备用；将邻苯二酚、聚乙烯亚胺溶于三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐(Tris

【技术实现步骤摘要】
一种邻苯二酚复合非织造布协同过硫酸盐降解水中微量抗生素的应用


[0001]本专利技术属于水污染治理
，尤其是涉及一种邻苯二酚复合非织造布协同过硫酸盐降解水中微量抗生素的应用。

技术介绍

[0002]如今，随着各类抗生素和内分泌干扰物等有机污染物频繁在水体中被检测到，这些物质易在生物体内富集且不易被微生物降解，对自然环境和生物健康的危害不容忽视。相较于传统水处理技术，如物理处理法、生物处理法和膜过滤法，面对水体中的此类污染物质的去除方式通常采用低成本、高效率的高级氧化技术。
[0003]废水的高级氧化处理中常用芬顿试剂、高锰酸盐、过一硫酸盐(PMS)和过二硫酸盐(PDS)、臭氧等。基于硫酸根自由基的高级氧化工艺(SR
‑
AOPs)由于其低成本，高催化活性，自由基半衰期较长，适用范围广以及对水环境中复杂的体系具有高选择性，得到越来越多的关注。
[0004]目前铁基催化剂因具有低成本、高催化活性、易回收等特点，被广泛应用于高级氧化技术中。但现有的Fe
2+
活化过硫酸盐体系处理有机废水仍具有一定的局限性，众多研究围绕如何控制Fe
2+
的浓度，使Fe
2+
既能够有效地活化过硫酸盐，同时又减少对自由基的淬灭反应，做到充分利用自由基氧化降解目标污染物开展工作。因此，寻求高效持续的活化方式促进过硫酸盐产生活性自由基进一步降解PPCPs类废水已成为高级氧化工艺的重要突破点。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种邻苯二酚复合非织造布协同过硫酸盐降解水中微量抗生素的应用。本专利技术的操作方法简单，利用邻苯二酚和聚乙烯亚胺的超强粘附行为，从对Fe
3+
的络合配位和还原作用，以及协同促进过硫酸盐活化三个方面，有效控制体系中的Fe
3+
。Fe
3+
活化PMS的能力较差，但相较Fe
2+
更稳定，可以避免Fe
2+
易氧化的缺点，邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布可以在反应过程中有效还原体系中的Fe
3+
，在反应过程中不需要引入额外的还原剂，同时增强了Fe
3+
/PMS体系对有机污染物的催化降解能力。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种用于协同过硫酸盐降解抗生素的邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)将非织造布清洗、烘干后备用；
[0009](2)将邻苯二酚、聚乙烯亚胺溶于三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液中，配制成沉积液；邻苯二酚与聚乙烯亚胺的质量比为1
‑
4:1；三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液的浓度为0.005
‑
0.05mol/L，pH为8
‑
8.5；
[0010](3)将所述步骤(1)得到的非织造布置于步骤(2)得到的沉积液中进行振荡反应，干燥后得到邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布。
[0011]优选的，步骤(1)中，非织造布采用聚丙烯纺粘法非织造布、聚乙烯纺粘法非织造布和聚酯纺粘法非织造布中的一种。
[0012]优选的，步骤(1)中，非织造布采用去离子水或乙醇或两者混合物进行超声清洗，干燥温度为60℃
‑
70℃。
[0013]优选的，步骤(2)中，三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液的浓度为0.01
‑
0.05mol/L。
[0014]优选的，步骤(2)中，沉积液中邻苯二酚的浓度为1g/L
‑
8g/L。
[0015]优选的，步骤(3)中，邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布的邻苯二酚和聚乙烯亚胺的总负载量为30％
‑
50％。
[0016]优选的，步骤(3)中，振荡反应的温度为10
‑
25℃，反应时间为8
‑
24h。
[0017]本专利技术还提供一种如上所述的制备方法制备得到的邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布在协同过硫酸盐降解水中微量抗生素中的应用。
[0018]优选的，所述抗生素为卡马西平、双酚A中的一种或两种，溶液中抗生素的浓度为5
‑
20mg/L。
[0019]优选的，进行催化降解的条件为：温度为10
‑
25℃，pH值为3
‑
8，过硫酸盐的投加量为0.5
‑
2mmol/L，铁盐或亚铁盐投加量为0.25
‑
2mmol/L，邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布投加量为0.05～0.5g/L。
[0020]抗生素包括卡马西平(CBZ)、双酚A(BPA)。
[0021]相对于现有技术，本专利技术所述的一种邻苯二酚复合非织造布协同过硫酸盐降解水中微量抗生素的应用，具有以下优势：
[0022]本专利技术中的非织造布纤维材料作为邻苯二酚和聚乙烯亚胺的复合基材，便于废水处理后的回收。邻苯二酚作为一种类多巴胺物质，自聚过程简单，反应条件温和，在弱碱性、常温空气氛围中即可实现，其中的基团可以与各种基材间相互作用形成锚点，同时自身通过氧化偶联反应形成共价键。分子间也可以通过氢键与π
‑
π堆砌形成非共价交联结构。同时，引入第二种功能聚合物聚乙烯亚胺，以调控邻苯二酚的基团对Fe
3+
的络合作用，优化功能复合交联层的力学性能和稳定性。邻苯二酚和聚乙烯亚胺功能基团在纤维外层表面形成复合交联层，这种非均相体系在参与活化过硫酸盐的过程中具有较好的传质性能。本专利技术可以采用Fe
3+
而非只能使用Fe
2+
，在进一步的催化氧化降解过程中，可以避免了Fe
2+
的重复投加，在反应过程中通过络合还原Fe
3+
，从而有效避免了铁离子对体系中的自由基等活性物种的消耗，同时也无需序批地投加还原剂，防止造成二次污染。在协同铁活化过硫酸盐降解水中有机污染物时，促进体系中铁离子的还原，另外，材料表面的邻苯二酚基团和醌基可以在反应体系中生成半醌自由基，进而活化过硫酸盐生成硫酸根自由基，这进一步保证了降解过程能持续高效且稳定地进行。
附图说明
[0023]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0024]图1是本专利技术实施例1中制备的邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布的扫描电镜图；
[0025]图2是本专利技术实施例1中制备的邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布在协同活化过硫酸盐降解CBZ的降解效率与时间的曲线图。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于协同过硫酸盐降解抗生素的邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将非织造布清洗、烘干后备用；(2)将邻苯二酚、聚乙烯亚胺溶于三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液中，配制成沉积液；邻苯二酚与聚乙烯亚胺的质量比为1
‑
4:1；三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液的浓度为0.005
‑
0.05mol/L，pH为8
‑
8.5；(3)将所述步骤(1)得到的非织造布置于步骤(2)得到的沉积液中进行振荡反应，干燥后得到邻苯二酚/聚乙烯亚胺复合非织造布。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，非织造布采用聚丙烯纺粘法非织造布、聚乙烯纺粘法非织造布和聚酯纺粘法非织造布中的一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，非织造布采用去离子水或乙醇或两者混合物进行超声清洗，干燥温度为60℃
‑
70℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液的浓度为0.01
‑
0.05mol/L。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，沉积液中邻苯二酚的浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张环，周颖珊，魏俊富，居帆，孔志云，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：