一种改进的降解水中双酚A的高级氧化方法

一种改进的降解水中双酚a的高级氧化方法
技术领域
1.本技术属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种改进的降解水中双酚a的高级氧化方法。


背景技术：

2.双酚a(bpa)是一种重要的工业化学品，主要用于生产聚碳酸酯和环氧树脂，如塑料包装、食品饮料等瓶盖衬垫、饮用水管道用密封胶盒、牙齿填充物等上千种生活用品的制造。bpa由于广泛被使用而已大量释放到环境中，在世界上许多国家和地区的土壤、地表水甚至生物中均已检测到bpa。它能与雌激素受体结合，干扰身体各器官的正常功能，导致早产、前列腺癌、乳腺癌等一系列疾病。因此，环境中bpa的去除降解已成为亟待解决的问题。
3.目前去除bpa的方法主要有三种，即物理法、生物法和化学法。物理方法主要使用活性炭、污泥、沸石和吸附树脂等吸附材料进行吸附分离。usman等制备了β-环糊精/zro2交联纳米复合材料，该复合材料能同时吸附水中重金属pb(ii)和bpa，对bpa的去除率为89％。其中含氧基团通过静电作用吸附pb(ii)，β-环糊精通过主-客体作用吸附bpa。生物法指的是使用自然发生或人工修饰的微生物来分解bpa。taghizadeh等将漆酶固定在3种y型沸石上，生物降解bpa，去除率为89.7％。改性后的介孔沸石更适合固定化酶，为酶的生物降解提供了适宜的微环境。化学法降解bpa去除率高，时间短，通常与光、电和超声技术相结合，以提高氧化效率。高锰酸钾、过氧一硫酸酯(pms)、过氧硫酸酯(ps)、臭氧和过氧化氢(h2o2)是传统的化学氧化剂，其中h2o2因其无二次污染和环境中无碱积累的优势，是最有潜力的氧化剂。然而，以h2o2为氧化剂的fenton工艺存在适用ph范围窄、h2o2易发生自分解、电子利用率低等缺点，限制了其在实际工程中的应用。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，该方法能够解决传统fenton工艺存在适用ph范围窄、h2o2易发生自分解、电子利用率低等缺点，并高效降解水中双酚a。
5.为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
6.采用缓释氧化材料作为高活性氧化性物种的前驱体，fe(ii)为催化剂，实现水中双酚a的高效氧化降解，具体过程为：
7.向含有一定浓度的双酚a水溶液中加入二价铁离子溶液，搅拌充分后调节至特定ph，加入一定量缓释氧化材料后，反应开始，间隔一定时间取样，并向其中加入0.2ml甲醇，停止反应，将样品溶液过0.22μm薄膜后在4℃条件下保存，24小时内利用高效液相色谱分析溶液中剩余双酚a含量。
8.所述的一种改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，其特征在于，缓释氧化材料包括过氧化脲、过氧碳酸钠，或双氧水-氯化钠-硫酸钠加合物(xnaso4·
yh2o2·
znacl)中的一种或多种。
9.所述的缓释氧化剂，其特征在于，缓释氧化材料首选过氧化脲。
10.所述的过氧化脲，其特征在于，所述的最佳浓度为0.5mm。
11.所述的一种改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，其特征在于，所述的二价铁离子溶液包括硫酸亚铁溶液，氯化亚铁溶液，或硝酸亚铁溶液，其中首选硫酸亚铁溶液。
12.所述的硫酸亚铁溶液，其特征在于，所述浓度为0.015-0.025mm。
13.所述的硫酸亚铁溶液，其特征在于，所述的最佳硫酸亚铁浓度为0.015mm。
14.所述的一种改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，其特征在于，所述的适用ph范围为5-7。
15.相比现有技术，本技术的有益效果包括但不限于：
16.本技术提供的改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，与传统h2o2/fe(ii)体系氧化降解双酚a技术相比，uhp的缓释性能可大大降低氧化剂的无效分解，提高氧化剂靶向利用率，同时在提高目标污染物氧化降解效率、减少催化剂用量、拓宽适用ph范围等方面具有显著的积极优势。
附图说明
17.图1为实施例1、2、3中不同缓释氧化材料(过氧化脲、过氧碳酸钠、双氧水-氯化钠-硫酸钠加合物(xnaso4·
yh2o2·
znacl))对bpa降解影响的曲线；
18.图2为实施例4中不同量的过氧化脲(分别为0.25mm、0.50mm、1.00mm、1.50mm、2.00mm)对bpa降解影响的曲线；
19.图3为实施例5在过氧化脲体系下，不同二价铁离子(分别为七水硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁)作为催化剂对bpa降解影响的曲线；
20.图4为实施例6在过氧化脲体系下，不同量的七水硫酸亚铁(分别为0.001mm、0.003mm、0.005mm、0.010mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm)对bpa降解影响的曲线；
21.图5为实施例7在过氧化脲体系下调节不同的ph(分别为2、3、5、7、9)对bpa降解影响的曲线。
22.图6为摘要附图
具体实施方式
23.以下的实施例便于更好地理解本技术，但并不限定本技术。
24.下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
25.下述实施例中，bpa浓度测试方法如下：使用高效液相色谱法对样品进行分析，具体条件为；流动相为甲醇和水(70︰30)；柱温35℃；dad紫外检测器(278mm)；流速1.0ml/min；进样量40μl。
26.下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均自常规生化试剂商店购买得到的：双氧水(30％)、过氧碳酸钠、过氧化脲、xnaso4·
yh2o2·
znacl、七水硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁、氢氧化钠、浓盐酸均为ar级。
27.实施例1
28.本实施例改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，采用过氧化脲作为高活性氧化性物种的前驱体，硫酸亚铁离子为催化剂，实现水中双酚a的高效氧化降解，具体过程为：
29.向200ml浓度为10mg/l的双酚a水溶液中加入浓度为0.015mm硫酸亚铁离子溶液，搅拌充分后调节ph至7，然后加入浓度为0.50mm的过氧化脲后，反应开始，间隔一段时间取样，并向其中加入0.2ml甲醇，停止反应，将样品溶液通过0.22μm薄膜后在4℃条件下保存，24小时内利用高效液相色谱分析溶液中剩余双酚a含量。
30.本实施例对水中双酚a的降解效果良好，在120min内对双酚a的降解率可达99.95％。
31.实施例2
32.本实施例改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，采用过氧碳酸钠作为高活性氧化性物种的前驱体，硫酸亚铁离子为催化剂，实现水中双酚a的高效氧化降解，具体过程为：
33.向200ml浓度为10mg/l的双酚a水溶液中加入浓度为0.015mm硫酸亚铁离子溶液，搅拌充分后调节ph至7，然后加入浓度为0.50mm的过氧碳酸钠后，反应开始，间隔一段时间取样，并向其中加入0.2ml甲醇，停止反应，将样品溶液通过0.22μm薄膜后在4℃条件下保存，24小时内利用高效液相色谱分析溶液中剩余双酚a含量。
34.本实施例对水中双酚a的降解效果良好，在120min内对双酚a的降解率可达97.92％。
35.实施例3
36.本实施例改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，采用xnaso4·
yh2o2·
znacl作为高活性氧化性物种的前驱体，硫酸亚铁离子为催化剂，实现水中双酚a的高效氧化降解，具体过程为：
37.向200ml浓度为10mg/l的双酚a水溶液中加入浓度为0.015mm硫酸亚铁离子溶液，搅拌充分后调节ph至7，然后加入浓度为0.50mm的xnaso4·
yh2o2·
znacl后，反应开始，间隔一段时间取样，并向其中加入0.2ml甲醇，停止反应，将样品溶液通过0.22μm薄膜后在4℃条件下保存，24小时内利用高效液相色谱分析溶液中剩余双酚a含量。
38.本实施例对水中双酚a的降解效果良好，在120min内对双酚a的降解率可达95.84％。
39.实施例4
40.本实施例改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，采用过氧化脲作为高活性氧化性物种的前驱体，硫酸亚铁离子催化剂，实现水中双酚a的高效氧化降解，具体过程为：
41.向200ml浓度为10mg/l的双酚a水溶液中加入浓度为0.015mm硫酸亚铁离子溶液，搅拌充分后调节ph至7，分别加入浓度为0.25mm、0.50mm、1.00mm、1.50mm、2.00mm过氧化脲后，反应开始，间隔一段时间取样，并向其中加入0.2ml甲醇，停止反应，将样品溶液通过0.22μm薄膜后在4℃条件下保存，24小时内利用高效液相色谱分析溶液中剩余双酚a含量。
42.本实施例对水中双酚a的降解效果良好，在0.015mm硫酸亚铁离子溶液催化作用下，0.50mm过氧化脲在120min内对双酚a的降解率可达99.95％。
43.实施例5
44.本实施例改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，采用过氧化脲作为高活性氧化性物种的前驱体，不同二价fe离子为催化剂，实现水中双酚a的高效氧化降解，具体过程为：
45.向200ml浓度为10mg/l的双酚a水溶液中分别加入浓度为0.015mm硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液或硝酸亚铁溶液，搅拌充分后调节ph至7，加入浓度为0.50mm过氧化脲后，反
应开始，间隔一段时间取样，并向其中加入0.2ml甲醇，停止反应，将样品溶液通过0.22μm薄膜后在4℃条件下保存，24小时内利用高效液相色谱分析溶液中剩余双酚a含量。
46.本实施例对水中双酚a的降解效果良好，0.50mm过氧化脲条件下，0.015mm硫酸亚铁作为催化剂在120min内对双酚a的降解可达96.87％；0.015mm氯化亚铁作为催化剂在120min内对双酚a的降解可达93.42％；0.015mm硝酸亚铁作为催化剂在120min内对双酚a的降解可达90.14％。
47.实施例6
48.本实施例改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，采用过氧化脲作为高活性氧化性物种的前驱体，硫酸亚铁为催化剂，实现水中双酚a的高效氧化降解，具体过程为：
49.向200ml浓度为10mg/l的双酚a水溶液中分别加入浓度为0.001mm、0.003mm、0.005mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm的硫酸亚铁溶液，搅拌充分后调节ph至7，加入浓度为0.50mm过氧化脲后，反应开始，间隔一段时间取样，并向其中加入0.2ml甲醇，停止反应，将样品溶液通过0.22μm薄膜后在4℃条件下保存，24小时内利用高效液相色谱分析溶液中剩余双酚a含量。
50.本实施例对水中双酚a的降解效果良好，0.50mm过氧化脲在0.015mm硫酸亚铁催化作用下在120min内对双酚a的降解可达96.87％。
51.实施例7
52.本实施例改进的降解水中双酚a的高级氧化方法，采用过氧化脲作为高活性氧化性物种的前驱体，硫酸亚铁为催化剂，实现水中双酚a的高效氧化降解，具体过程为：
53.向200ml浓度为10mg/l的双酚a水溶液中加入浓度为0.015mm硫酸亚铁溶液，搅拌充分后调节ph，分别调节ph为2、3、5、7、9，然后加入浓度为0.50mm过氧化脲后，反应开始，间隔一段时间取样，并向其中加入0.2ml甲醇，停止反应，将样品溶液通过0.22μm薄膜后在4℃条件下保存，24小时内利用高效液相色谱分析溶液中剩余双酚a含量。
54.本实施例对水中双酚a的降解效果良好，0.50mm过氧化脲在0.015mm硫酸亚铁催化作用下，在ph为5至7范围内对双酚a的降解效果很好。
55.最后，还需要说明的是，在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.尽管上面已经通过本技术的具体实施例的描述对本技术进行了披露，但是，应该理解，本领域技术人员可在所附方案的精神和范围内设计对本技术的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本技术所要求保护的范围内。