一種高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法技術

本發明專利技術公開了一種高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法，其通過將TiO2/SiO2?香蕉皮生物炭復合吸附材料投加到含有二氯喹啉酸的待處理水體中進行振蕩吸附，達到吸附平衡后，外加可見光輻照待處理水體以進行光催化反應，在光催化處理下將待處理水體中二氯喹啉酸降解，完成對二氯喹啉酸的去除。本發明專利技術方法吸附容量大，去除率高，處理工藝簡單且易于操作，吸附與光催化降解協同作用，效果顯著且穩定，環保無二次污染，是一種簡單有效、成本低廉，可使香蕉皮廢棄物變廢為寶，實現香蕉皮資源化利用的修復二氯喹啉酸污染水體的方法。

An Efficient Method for Removal of Dichloroquinolinic Acid Pollutants in Water

The invention discloses an efficient method for removing Quinclorac pollutants from water body. By adding titanium dioxide/SiO 2 banana peel Biocharcoal composite adsorption material to the treated water body containing Quinclorac for oscillating adsorption, the adsorption equilibrium is achieved, and the treated water body is irradiated by visible light for photocatalytic reaction, and dichloride in the treated water body is treated by photocatalysis. The quinolinic acid was degraded and the quinolinic acid was removed. The method has the advantages of large adsorption capacity, high removal rate, simple treatment process and easy operation, synergistic effect of adsorption and photocatalytic degradation, remarkable and stable effect, environmental protection and no secondary pollution, and is a simple, effective and low-cost method, which can transform banana peel waste into treasure and realize resource utilization of banana peel to repair water polluted by quinolinic acid.

【技術實現步驟摘要】
一種高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法
本專利技術涉及有機污染物廢水處理，具體涉及一種高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法。
技術介紹
我國是除草劑生產使用大國，施到土壤上的除草劑，一部分可在物理、化學、生物等作用下降解，一部分則會通過擴散、淋濾、蒸發、動植物吸收富集等進一步遷移，導致對水體、大氣等生態環境和農作物造成污染。近年來，除草劑對地表水和地下水產生的污染問題引起了人們的廣泛關注。二氯喹啉酸(quinclorac)屬于喹啉羧酸類激素型選擇性除草劑，主要用于防除稻田單子葉雜草，尤其對稗草有極高活性，是我國稻田主要除草劑品種之一。因二氯喹啉酸性質穩定，在環境中很難降解，具有持久性、生物累積性和高毒性。二氯喹啉酸在作物生產中的廣泛使用還會導致地表水的污染。研宄發現二氯喹啉酸在地表水中的濃度可達0.48-6.6mg/L，這與水質標準的最低要求2ng/L基本相當，從而可能對水生生物造成危害。更重要的是，由于二氯喹啉酸半衰期較長，因此其在水體中能夠持久存在，并有可能進行遠距離遷移，因此，減少其對水體污染己成為當前亟待解決的問題。目前，國內外處理含有機污染物廢水的方法主要有物理法、化學法、生化法及組合式方法。其中，物理法主要包括溶劑萃取法、吸附法和膜分離法等，化學法主要包括化學氧化法、光催化技術、電化學技術等，生化法主要是微生物降解技術。其中吸附法因其高效、低價、工藝及操作簡單、處理效果穩定等優點而在廢水處理中受到越來越多的關注，吸附劑的種類繁多，吸附效果，穩定性、可回收性、成本等因素往往跟吸附劑及其原材料來源關系密切，因此，尋求一種高效、低價、穩定的吸附劑處理除草劑污染水體具有重大的現實意義。香蕉是四大水果之一，是世界貿易量最大的水果，也是全球消費量最多的水果。我國香蕉種植面積達到38萬公頃，年產量達到1235萬噸，香蕉由于不適于儲運，常造成采后嚴重損失，與此同時產生將近果實重量的35％左右的香蕉皮副產物。這些大量的農業廢料被丟棄，既浪費資源又污染環境，香蕉皮中主要含果膠、低聚糖、纖維素、半纖維素、木質素，另外，還含有總糖以及一些礦物質，角質。纖維素是香蕉皮中含量最高的成分，其達到了35％，而半纖維素和木質素的含量達到了15％，大量的纖維素、木質素和半纖維素存在，其特點在于內部結構疏松多孔，香蕉皮細胞中有許多氣孔器和起支持作用的維管束，它們都是多孔結構，因此香蕉皮是制作吸附劑的理想材料。生物炭是生物質(農作物廢物、木材、植物組織、動物骨骼等)在缺氧的條件下高溫裂解炭化而形成的一種炭含量極高的炭。生物炭具有多孔結構和大比表面積為其高效的吸附性能奠定了基礎，生物炭的芳香碳結構和其表面基團使其對不同極性的有機污染物具有廣譜的吸附能力。但是生物炭吸附法雖能將水體中污染物吸附在生物炭載體上，但從根本上沒有改變污染物的毒性，一旦對這些吸附生物炭處置不當，容易造成環境的二次污染，因此，亟需研發一種吸附去除同時能夠降解有機污染物的吸附材料。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法，其能在高效吸附去除二氯喹啉酸的同時使其光降解，從而快速、徹底去除二氯喹啉酸。為解決上述技術問題，本專利技術提供的高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法，其通過將TiO2/SiO2-香蕉皮生物炭復合吸附材料投加到含有二氯喹啉酸的待處理水體中進行振蕩吸附，達到吸附平衡后，外加可見光輻照待處理水體以進行光催化反應，在光催化處理下將待處理水體中二氯喹啉酸降解，完成對二氯喹啉酸的去除。上述方法中，所述可見光輻照是利用500w氙燈模擬可見光進行，所述氙燈照射時間為10-120min，優選采用的是60min；所述氙燈的紫外光的波長為190–1100nm。上述方法中，所述TiO2/SiO2-香蕉皮生物炭復合吸附材料由以下方法制備得到：1)將香蕉皮洗凈，烘干，粉碎，過篩后置于第一容器中，之后向第一容器中加入體積份數為30％的磷酸，并密封振蕩12h，過濾后在100℃-105℃的烘箱中烘干，制得磷酸改性香蕉皮粉末；2)在第二容器中依次加入無水乙醇、鈦酸四丁酯、冰乙酸制備成TiO2溶膠；再將制備的TiO2溶膠慢慢滴入裝有磷酸改性香蕉皮粉末的第一容器中并進行密封振蕩2h；然后向第一容器中加入用磷酸配制成的pH＝2的蒸餾水2.5mL，繼續進行密封振蕩4h，振蕩完成后進行過濾，濾渣烘干后取出,并放在室溫下老化48h；接著置于馬弗爐中進行高溫裂解后，讓馬弗爐冷卻至室溫，制得生物炭，并按3g生物炭加入100mL濃度為1moL/L鹽酸的標準在生物炭中加入鹽酸后進行密封振蕩12h，抽濾，用蒸餾水洗至中性，而后濾渣烘干，室溫冷卻，即得TiO2/香蕉皮生物炭；3)按0.5g二氧化硅加入40mL無水乙醇的標準在二氧化硅中加入無水乙醇，攪拌5min，得二氧化硅混合液，按二氧化硅與步驟2)制得TiO2/香蕉皮生物炭的質量比例為0.5:1的比例在步驟2)制備所得的TiO2/香蕉皮生物炭中均速滴入二氧化硅混合液，超聲5min,之后進行密封振蕩12h，振蕩完后進行過濾，濾渣烘干，即制得TiO2/SiO2–香蕉皮生物炭復合吸附材料。上述方法中，所述馬弗爐中高溫裂解的溫度為300-700℃，優選采用的是500℃，所述高溫裂解的時間為2-3h，優選采用的是2h。上述方法中，所述待處理水體中二氯喹啉酸的濃度為5-60mg/L。上述方法中，所述含有二氯喹啉酸的待處理水體的得到方法為：在配制好的背景溶液中加入二氯喹啉酸，得到二氯喹啉酸的溶液，調節溶液的pH，即得。所述背景溶液為氯化鈣溶液,其濃度分別為0.01mol/L-1mol/L，優選采用0.01mol/L的氯化鈣溶液。所述二氯喹啉酸溶液的pH值調節至2-9，優選將pH值調節至2-3。上述方法中，所述TiO2/SiO2-香蕉皮生物炭復合吸附材料的投加量為0.50-25.00g/L，優選的是10g/L。上述方法中，所述TiO2/SiO2-香蕉皮生物炭復合吸附材料投加到含有二氯喹啉酸的待處理水體中進行振蕩吸附的時間為0.3-48h，優選采用的是24h；振蕩吸附的溫度為15-45℃，優選采用的是25℃。上述方法中，所述的二氯喹啉酸的檢測條件如下：采用高效液相色譜儀檢測，液相色譜檢測條件為：不銹鋼C18色譜柱(250mm×4.6,5um)，流動相A為甲醇，B為乙酸水溶液，比例為：A:B＝45:55(V/V)，流速為1.0mL/min，檢測波長為240nm，柱溫為30℃，進樣量為20uL。本專利技術方法的使用，既回收利用了農業廢料香蕉皮，減輕了其對環境的污染，又解決了含二氯喹啉酸水體環境的污染問題，達到“以廢治廢”的目的，因此本專利技術的實施具有重要的環境效益、經濟效益。本專利技術在廢棄物資源化利用、污水處理方面具有巨大的市場和應用潛力。與現有技術相比，本專利技術的優點在于:本專利技術采用TiO2/SiO2-香蕉皮生物炭復合吸附材料處理水體中的二氯喹啉酸，吸附容量大，去除率高，處理工藝簡單且易于操作，吸附與光催化降解協同作用，快速、徹底去除二氯喹啉酸類有機化合物，效果顯著且穩定，環保無二次污染，是一種高效、經濟、環境友好的水體中除草劑二氯喹啉酸的修復技術，在修復水體中二氯喹啉酸類污染物方面具有廣泛的應用價值。附圖說明圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法，其特征在于，將TiO2/SiO2?香蕉皮生物炭復合吸附材料投加到含有二氯喹啉酸的待處理水體中進行振蕩吸附，達到吸附平衡后，外加可見光輻照待處理水體以進行光催化反應，在光催化處理下將待處理水體中二氯喹啉酸降解，完成對二氯喹啉酸的去除。

【技術特征摘要】
1.一種高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法，其特征在于，將TiO2/SiO2-香蕉皮生物炭復合吸附材料投加到含有二氯喹啉酸的待處理水體中進行振蕩吸附，達到吸附平衡后，外加可見光輻照待處理水體以進行光催化反應，在光催化處理下將待處理水體中二氯喹啉酸降解，完成對二氯喹啉酸的去除。2.根據權利要求1所述的一種高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法，其特征在于，所述可見光輻照是利用500w氙燈模擬可見光進行，所述氙燈照射時間為10-120min，優選采用的是60min；所述氙燈的紫外光的波長為190–1100nm。3.根據權利要求1所述的一種高效去除水體中二氯喹啉酸污染物的方法，其特征在于，所述TiO2/SiO2-香蕉皮生物炭復合吸附材料由以下方法制備得到：1)將香蕉皮洗凈，烘干，粉碎，過篩后置于第一容器中，之后向第一容器中加入體積份數為30％的磷酸，并密封振蕩12h，過濾后在100℃-105℃的烘箱中烘干，制得磷酸改性香蕉皮粉末；2)在第二容器中依次加入無水乙醇、鈦酸四丁酯、冰乙酸制備成TiO2溶膠；再將制備的TiO2溶膠慢慢滴入裝有磷酸改性香蕉皮粉末的第一容器中并進行密封振蕩2h；然后向第一容器中加入用磷酸配制成的pH＝2的蒸餾水2.5mL，繼續進行密封振蕩4h，振蕩完成后進行過濾，濾渣烘干后取出,并放在室溫下老化48h；接著置于馬弗爐中進行高溫裂解后，讓馬弗爐冷卻至室溫，制得生物炭，并按3g生物炭加入100mL濃度為1moL/L鹽酸的標準在生物炭中加入鹽酸后進行密封振蕩12h，抽濾，用蒸餾水洗至中性，而后濾渣烘干，室溫冷卻，即得TiO2/香蕉皮生物炭；3)按0.5g二氧化硅加入40mL無水乙醇的標準在二氧化硅中加入無水乙醇，攪拌5min，得二氧化硅混合液，按二氧化...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊麗華，曾新顏，龔道新，羅海峰，蔣方舟，雷爽，肖燦玲，
申請(專利權)人：湖南農業大學，
類型：發明
國別省市：湖南,43