一種利用鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯協(xié)同過硫酸鹽去除水中內(nèi)分泌干擾物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種去除水中內(nèi)分泌干擾物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水資源的持續(xù)污染日益嚴(yán)重，與此同時，生活水平的提高也 使得人們對飲用水的安全保障要求日益嚴(yán)格。新材料新技術(shù)的開發(fā)使水環(huán)境中的污染物日 益增加，水中污染物如內(nèi)分泌干擾物（Endocrine disrupting chemicals, EDCs)是通過未 經(jīng)完全處理的生活污水、制藥廢水或牲畜水產(chǎn)業(yè)糞肥徑流進(jìn)入水環(huán)境，且在水體中富集后 濃度會增加上百倍。而即使是痕量級別的EDCs亦會對長期暴露其中的人體及生物體產(chǎn)生 致癌、致突變及干擾生殖系統(tǒng)與激素分泌等危害。
[0003] 目前水處理中常用的氧化藥劑主要由液氯、二氧化氯、臭氧和高錳酸鉀等。相比 于其他幾種氧化藥劑，高錳酸鉀不會產(chǎn)生有毒有害的消毒副產(chǎn)物，其還原產(chǎn)物二氧化錳具 有吸附和助凝等作用，可強(qiáng)化水體中污染物的去除，并且易于分離，但高錳酸鉀的氧化效率 低，要得到液氯、二氧化氯或者臭氧相同的去除效果，需要的氧化時間和投加量會增大，因 此就帶來了基建成本和運(yùn)行費(fèi)用的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有去除水中內(nèi)分泌干擾物的方法去除效果差，成本高和 產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物的問題，而提供一種利用鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯協(xié)同過硫酸鹽去除水 中內(nèi)分泌干擾物的方法。
[0005] 一種利用鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯協(xié)同過硫酸鹽去除水中內(nèi)分泌干擾物的方 法，是按以下步驟完成的：
[0006] 一、將過硫酸鹽與預(yù)處理的水混合：將過硫酸鹽與預(yù)處理的水混合，再在室溫下和 攪拌速度為160r/min?250r/min的條件下攪拌20min?45min，得到過硫酸鹽和預(yù)處理的 水的混合溶液；
[0007] 步驟一中所述的過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉和過硫酸鈣中的一種 或其中幾種的混合物；
[0008] 步驟一中所述的預(yù)處理的水中內(nèi)分泌干擾物的濃度為0. 02mg/L?100mg/L ;
[0009] 步驟一中所述的過硫酸鹽的質(zhì)量與預(yù)處理的水的質(zhì)量比為1: (1000?10000);
[0010] 二、調(diào)節(jié)反應(yīng)pH值：在攪拌速度為150r/min?200r/min的條件下使用0,1mol/ L?lOOmol/L的高氯酸和0· lmol/L?lOOmol/L的氫氧化鈉溶液將過硫酸鹽和預(yù)處理的水 的混合溶液的pH值調(diào)節(jié)至6. 5?7. 5,得到調(diào)節(jié)pH值后的過硫酸鹽和預(yù)處理的水的混合溶 液；
[0011] 三、制備鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯：
[0012] ①、將氧化石墨烯加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%?99%的乙二醇溶液中，再使用超聲波 震蕩儀震蕩分散3h?4h，得到氧化石墨烯和乙二醇的混合溶液；
[0013] 步驟三①中所述的氧化石墨烯的質(zhì)量與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%?99%的乙二醇溶液的 體積比為（〇· OOlg ?l〇g) : ImL ;
[0014] ②、將檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液在溫度為60°C?75°C下加熱20min?45min， 得到加熱后的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液；再向加熱后的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液 中加入FeCl 3 ·6Η20、尿素和CoCl2 ·6Η20,再在室溫和磁力攪拌速度為lOOr/min?250r/min 的條件下磁力攪拌2h?4h，得到含有鐵鈷的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液；
[0015] 步驟三②中所述的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液中檸檬酸鈉的濃度為60mg/ mL ?200mg/mL ;
[0016] 步驟三②中所述的加熱后的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶液的體積與FeCl3 · 6H20 的質(zhì)量比為（ImL?IOOOmL) : Ig ;
[0017] 步驟三②中所述的FeCl3. 6H20與尿素的質(zhì)量比為（0. 01?100) : 1 ;
[0018] 步驟三②中所述的FeCl3 · 6H20與CoCl2 · 6H20的質(zhì)量比為（0. 01?1000) : 1 ;
[0019] ③、將氧化石墨烯和乙二醇的混合溶液與含有鐵鈷的檸檬酸鈉和乙二醇的混合溶 液混合，再加入到內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，再將不銹鋼高壓反應(yīng)釜密封， 再將密封的不銹鋼高壓反應(yīng)釜在溫度為200°C?230°C下反應(yīng)12h?48h，再自然冷卻至室 溫，得到黑色懸濁液；
[0020] 步驟三③中所述的氧化石墨烯和乙二醇的混合溶液與含有鐵鈷的檸檬酸鈉和乙 二醇的混合溶液的體積比為（0. 1?50) : 1 ;
[0021] ④、將黑色懸池液在離心速度為6500r/min?8000r/min下進(jìn)行離心分離 IOmin?30min，得到離心分離后的沉淀物質(zhì)；分別使用甲醇和去離子水清洗離心分離后的 沉淀物質(zhì)5次?10次，再在溫度為-18°C?15°C下干燥24h?48h，得到鈷摻雜磁性氧化還 原石墨??；
[0022] 四、投加鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯：將鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯加入到調(diào)節(jié) pH值后的過硫酸鹽和預(yù)處理的水的混合溶液中，反應(yīng)時間為15min?240min，得到含有鈷 摻雜磁性氧化還原石墨烯的水；
[0023] 步驟四中所述的鈷摻雜磁性氧化還原石墨稀的投加量為lmg/L?200mg/L ;
[0024] 五、采用外磁場分離鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯：采用外磁場對含有鈷摻雜磁性 氧化還原石墨烯的水進(jìn)行分離，回收鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯，再使用孔徑為0. 45 μm 的玻璃纖維膜對回收的鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯進(jìn)行過濾，再將過濾后的鈷摻雜磁性氧 化還原石墨烯在溫度為50°C?75°C下干燥12h?48h，得到再生后的鈷摻雜磁性氧化還原 石墨烯和去除水中內(nèi)分泌干擾物的水。
[0025] 本發(fā)明的原理：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯協(xié)同過硫酸鹽去除水中內(nèi)分泌干擾物的方法， 其特征在于一種利用鈷摻雜磁性氧化還原石墨烯協(xié)同過硫酸鹽去除水中內(nèi)分泌干擾物的 方法是按以下步驟完成的： 一、 將過硫酸鹽與預(yù)處理的水混合：將過硫酸鹽與預(yù)處理的水混合，再在室溫下和攪拌 速度為160r/min?250r/min的條件下攪拌20min?45min，得到過硫酸鹽和預(yù)處理的水的 混合溶液； 步驟一中所述的過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉和過硫酸鈣中的一種或其 中幾種的混合物； 步驟一中所述的預(yù)處理的水中內(nèi)分泌干擾物的濃度為0. 02mg/L?100mg/L ; 步驟一中所述的過硫酸鹽的質(zhì)量與預(yù)