一種氧化石墨烯吸附和光敏氧化協同去除水體中汙染物的方法與流程

2023-04-26 23:37:06 1

本發明涉及一種氧化石墨烯吸附和光敏氧化協同去除水體中汙染物的方法，屬於環境治理領域。

背景技術：

酚類化合物常作為化工原料或中間體廣泛應用於工業生產中，而多數酚類物質具有高毒性、致癌性、持久性、生物富集性和環境轉移性，已被我國、歐盟和美國環保局列入「水中優先控制汙染物」的黑名單。長期攝入含有酚類化合物的水將引起人體內蛋白質變性、組織侵蝕和麻痺中樞神經系統，還損害腎臟，肝臟和胰腺（Y. Li, Q. Du, T. Liu, J. Sun, Y. Jiao, Y. Xia, L. Xia, Z. Wang, W. Zhang, K. Wang, H. Zhu, D. Wu, Materials Research Bulletin 2012, 47, 1898-1904）。目前，用於去除水溶液中酚類汙染物的方法主要有電化學氧化法、生物降解法、膜過濾法、吸附法和光催化降解法等。上述方法存在一些缺點，如操作條件苛刻、去除效率低、應用範圍窄或成本高等，且難以實施大規模應用。

技術實現要素：

本發明的目的在於利用表面含有豐富含氧官能團的氧化石墨烯（GO）作為光敏劑，在光照射下能產生激子，進而產生強氧化性的活性氧（ROS）物種用於汙染物的降解這一特性，提供一種快速、高效去除環境水樣中酚類汙染物的方法。

本發明的技術方案如下：

（1）在乾淨的培養板中依次加入PBS緩衝溶液、酚類化合物溶液、GO懸浮液，在室溫下避光振蕩數分鐘；

（2）上述混合液用白色LED燈照射，光敏氧化溶液中的酚類汙染物；

（3）將光敏化後的混合液轉入離心管中，離心後取上層清液於酚類物質的最大吸收波長處測其吸光度，從而計算酚類汙染物的去除率。

發明效果

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

（1）去除方法簡單、快速、高效；

（2）利用白色LED燈模擬太陽光，更利於實際應用；

（3）GO的穩定性較好，可實現重複利用。

具體實施方式

實施例1

在乾淨的24孔培養板中依次加入0.9 mL 濃度為0.1 mol L-1的PBS緩衝溶液（pH=7.0）、100 μL濃度為50 μg mL-1的對苯二酚（HQ）溶液、1mL濃度為（0.2mg mL-1）的GO懸浮液，在室溫下避光振蕩孵育5 min；用白色LED燈照射60 min，離心後取上層清液於酚類物質的最大吸收波長處測其吸光度，計算酚類汙染物的去除率。

實施例2

在乾淨的24孔培養板中依次加入0.9 mL 濃度為0.1 mol L-1的PBS緩衝溶液（pH=7.0）、100 μL濃度為20 μg mL-1的苯酚（PE）溶液、1mL濃度為（0.2mg mL-1）的GO懸浮液，在室溫下避光振蕩孵育5 min；用白色LED燈照射60 min，離心後取上層清液於酚類物質的最大吸收波長處測其吸光度，從而計算酚類汙染物的去除率。

實施例3

在乾淨的24孔培養板中依次加入0.9 mL 濃度為0.1 mol L-1的PBS緩衝溶液（pH=7.0）、100 μL濃度為20 μg mL-1的對氯苯酚（PCP）溶液、1mL濃度為（0.2mg mL-1）的GO懸浮液，在室溫下避光振蕩孵育5 min；用白色LED燈照射60 min，離心後取上層清液於酚類物質的最大吸收波長處測其吸光度，從而計算酚類汙染物的去除率。

採用實施例1、2、3處理環境水樣1、2、3、4，去除效果較好，結果見表1。

表1 實際水樣的去除結果