專利名稱：：負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂的制備方法及其在光催化中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及水體處理技術(shù)，尤其涉及負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂催化劑的制備方法及其光催化應(yīng)用，具體地說，涉及一種處理水體中有毒內(nèi)分泌干擾物及去除其激素活性的催化劑。
背景技術(shù)：
：大多數(shù)內(nèi)分泌干擾物是由人類活動引入環(huán)境的，但是天然內(nèi)分泌干擾物，如(雌二酮、雌二醇、乙烯基雌二醇)也廣泛存在于水環(huán)境中。內(nèi)分泌干擾物可以模擬荷爾蒙活性來干擾水生生物進而對人類健康產(chǎn)生威脅。在地表水中，雌激素的濃度水平可以從Pg/L-ng/L。雌二醇(E2)是眾所周知的天然內(nèi)分泌干擾物，在地下水中它的濃度可達(dá)6-66ng/L，內(nèi)分泌活性遠(yuǎn)高于合成化合物。目前有關(guān)內(nèi)分泌干擾物的控制方法也是層出不窮，其中高級催化過程(AOPs)是消除內(nèi)分泌干擾物非常有前景的技術(shù)之一。近年來，文獻(xiàn)報道了高級催化過程消除激素活性的工作，如臭氧化法、氯化法、UV/H202/Ti02光催化氧化法等，但是這些方法在氧化過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物仍然具有雌激素活性，對水生生物的危害不能完全去除，因此限制了其應(yīng)用范圍。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種負(fù)載β“羥基氧化鐵樹脂催化劑及應(yīng)用該催化劑去除水體中內(nèi)分泌干擾物及其激素活性，該催化劑制備方法簡單且便于循環(huán)利用，該催化劑在較溫和的條件下可以和過氧化以及紫外光構(gòu)成非均相光助“芬頓”(Fenton)體系，該體系能夠有效的去除水體中的有毒內(nèi)分泌干擾物并消除其激素活性。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂的制備方法，包括如下步驟(1)將陽離子交換樹脂用lmol/L鹽酸溶液浸漬12h，用去離子水洗至中性，過濾；其中樹脂與鹽酸溶液的體積比為110;(2)將步驟⑴處理過的樹脂用lmol/L氫氧化鈉溶液浸漬12h，過濾，用去離子水洗至中性，在室溫下自然晾干，待用；其中樹脂與氫氧化鈉溶液的體積比為110;(3)將步驟(2)處理過的樹脂加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的三氯化鐵溶液中，樹脂與溶液的體積比為15;(4)向步驟(3)溶液中以10mL/h的速度緩慢滴加lmol/L氫氧化鈉溶液，樹脂與氫氧化鈉體積比為15，同時攪拌混合液，β-羥基氧化鐵逐漸沉積到樹脂表面；(5)過濾出步驟(4)所得樹脂，用去離子水和酒精洗至中性，常溫下自然晾干，即得到負(fù)載β"羥基氧化鐵樹脂，該樹脂作催化劑使用。上述負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂在光催化中的應(yīng)用將負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂催化劑和過氧化氫同時投加到含內(nèi)分泌干擾物水體中，同時打開紫外燈并實施攪拌，即構(gòu)成光助非均相“芬頓”(Fenton)處理體系，該體系可以同步消除環(huán)境內(nèi)分泌干擾物及其激素活性，凈化水體。本發(fā)明具有下列優(yōu)點和積極效果①負(fù)載β型羥基氧化鐵樹脂催化劑與過氧化氫以及紫外光構(gòu)成的非均相光催化體系操作簡便，該技術(shù)對水體中內(nèi)分泌干擾物有很高的去除效果并能夠消除其毒性，不產(chǎn)生二次污染，固相催化劑易于分離回收再利用，出水水質(zhì)容易達(dá)標(biāo)；②工藝流程簡單、催化劑的制備方法簡便、成本低，有很好的實際應(yīng)用前景。具體實施例方式下面結(jié)合實例對本催化劑在處理水體中內(nèi)分泌干擾物中的應(yīng)用進行詳細(xì)說明實施例負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂的制備選取IOmLSigma公司Amberlite200作為目標(biāo)樹脂，首先用IOOmLlmol/L鹽酸浸漬樹脂12h，用去離子水洗至中性后再浸漬到預(yù)先配好的IOOmLlmol/L氫氧化鈉溶液中，12h后用去離子水洗至中性，室溫下晾干，待用。配制50mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的三氯化鐵溶液并移入250mL錐型瓶中，向瓶中加入用酸和堿洗過的待用樹脂，在室溫條件下，以lOmL/h的速度向錐形瓶中緩慢滴入50mLlmol/L的氫氧化鈉溶液并連續(xù)攪拌溶液，隨著堿溶液的加入，溶液的PH值升高，鐵逐漸以羥基氧化鐵形態(tài)負(fù)載到樹脂上，反應(yīng)結(jié)束后，用去離子水和酒精連續(xù)洗滌樹脂至中性并在常溫下自然晾干，得到IOmL載有β-羥基氧化鐵樹脂的催化劑，催化劑存放于聚乙烯瓶中，待用。負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂在光催化中的應(yīng)用選取雌二醇作為目標(biāo)有毒有害內(nèi)分泌干擾物，模擬受內(nèi)分泌干擾物污染的水體。雌二醇的濃度為272μg/L，反應(yīng)液體積為1L，將5g負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂的催化劑(質(zhì)量濃度5g/L)和ImL質(zhì)量濃度為30%的過氧化氫(摩爾濃度9.7mmol/L)投入到IL反應(yīng)液中，同時打開紫外燈并實施攪拌，在室溫下反應(yīng)8h，雌二醇及其激素活性的去除率分別達(dá)到99.6%,94.5%。(1)操作條件雌二醇質(zhì)量濃度272μg/L；催化劑質(zhì)量濃度5g/L；反應(yīng)液體積1L；過氧化氫摩爾質(zhì)量濃度9·7mmol/L；光照強度(液面中心位置)0·3mff/cm2；攪拌器攪拌速度200rpm；反應(yīng)溫度20°C。(2)實驗結(jié)果雌二醇降解時間(小I0Γ^Γ~2ΓΙΓ~6Γ~8時)濃度(μ272166136637ΓΤΤδΤΤθg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將陽離子交換樹脂用1mol/L鹽酸溶液浸漬12h，用去離子水洗至中性，過濾；其中樹脂與鹽酸溶液的體積比為1∶10；(2)將步驟(1)處理過的樹脂用1mol/L氫氧化鈉溶液浸漬12h，過濾，用去離子水洗至中性，在室溫下自然晾干，待用；其中樹脂與氫氧化鈉溶液的體積比為1∶10；(3)將步驟(2)處理過的樹脂加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的三氯化鐵溶液中，樹脂與溶液的體積比為1∶5；(4)向步驟(3)溶液中以10mL/h的速度緩慢滴加1mol/L氫氧化鈉溶液，樹脂與氫氧化鈉體積比為1∶5，同時攪拌混合液，β-羥基氧化鐵逐漸沉積到樹脂表面；(5)過濾出步驟(4)所得樹脂，用去離子水和酒精洗至中性，常溫下自然晾干，即得到負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂，該樹脂作催化劑使用。2.負(fù)載羥基氧化鐵樹脂在光催化中的應(yīng)用，其特征在于將負(fù)載羥基氧化鐵樹脂催化劑和過氧化氫同時投加到含內(nèi)分泌干擾物水體中，同時打開紫外燈并實施攪拌，可同步消除環(huán)境內(nèi)分泌干擾物及其激素活性，凈化水體。全文摘要本發(fā)明公開了一種負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂的制備方法及其在光催化中的應(yīng)用，涉及水體處理技術(shù)，其制備方法是將陽離子交換樹脂經(jīng)處理后加入三氯化鐵溶液中再向該溶液中滴加氫氧化鈉溶液，β-羥基氧化鐵逐漸沉積到樹脂表面；過濾出樹脂，洗至中性，晾干，得到負(fù)載β-羥基氧化鐵樹脂，作催化劑使用；將該催化劑和過氧化氫同時投加到含內(nèi)分泌干擾物水體中，打開紫外燈并實施攪拌，可同步消除環(huán)境內(nèi)分泌干擾物及其激素活性，凈化水質(zhì)。本發(fā)明無二次污染，反應(yīng)后固相催化劑易于分離，不會引入新的雜質(zhì)，工藝流程簡單，在水體深度處理領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。文檔編號C02F1/32GK101829603SQ201010151788公開日2010年9月15日申請日期2010年4月20日優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日發(fā)明者吳偉,吳程程,周旦旦,徐斌,蘇云,趙雅萍,鄺笠塬,鄺繼霞申請人:華東師范大學(xué)