[发明专利]一种碳氮掺杂的锌钛双金属纳米粒子处理芳胺类制药废水的方法

说明书

本发明属于水污染防治技术领域，具体涉及一种碳氮掺杂的锌钛双金属纳米粒子处理芳胺类制药废水的方法。本发明以三聚氰胺为碳源和氮源通过高温煅烧形成石墨相氮化碳，然后在石墨相氮化碳上负载纳米氧化锌形成氧化锌负载的石墨相氮化碳纳米颗粒（ZnO@g‑C3N4），最后通过溶胶‑凝胶法制备出具有光学催化性能的碳氮掺杂的锌钛双金属纳米粒子。本发明制备出的碳氮掺杂的锌钛双金属纳米粒子可在弱酸条件下对2,5‑双(三氟甲基)苯胺实现良好的降解率，而且可用于其它芳胺废水的降解，具有可工业化应用前景。

技术领域

本发明属于水污染防治技术领域，具体涉及一种碳氮掺杂的锌钛双金属纳米粒子处理芳胺类制药废水的方法。

背景技术

度他雄胺，化学名为(5α,17β)-N-[2,5-双(三氟甲基)苯基]-3-氧代-4-氮杂雄甾-1-烯-17-甲酰胺，是英国Glaxo Smith Kline公司研制的双重5α-还原酶抑制剂，2003年6月经美国FDA批准上市，商品名Avodart，用于预防和治疗良性前列腺增生。2014年03月06日CFDA批注了该药物在中国市场的销售。

度他雄胺的生产中使用苯胺类衍生物2,5-双(三氟甲基)苯胺作为关键中间体，在反应中该中间体的摩尔配比使用量大大高于另一结构片段的使用量(中国医药工业杂志，2013,44(10)：966-968，度他雄胺的合成)，导致反应液中剩余大量2,5-双(三氟甲基)苯胺。芳胺类化合物具有很高的毒性，对人体有致畸或致癌作用。许多国家都制定了严格的芳胺(如苯胺、对硝基苯胺、二苯胺等)排放标准,根据我国的污水综合排放标准，芳胺类化合物废水的二级排放标准质量浓度≤2mg/L。因此芳胺类化合物工业废水的处理是一个十分值得重视的问题。

处理芳胺废水的常用方法有物理法、生化法和化学法，物理法中活性炭是目前废水处理中普遍采用的吸附剂,可用于各类废水的处理,但是其再生循环使用较为复杂。在处理废水时,采用溶剂萃取法溶剂回收过程中易造成二次污染。生化法由于芳胺废水的毒性强、可生化性差，处理浓度大的废水时效果较差。

化学法以Fenton及类Fenton氧化法为高级氧化技术中的一种重要方法，Fenton反应是利用Fe²⁺催化H₂O₂分解产生·OH自由基,从而引发有机物的氧化降解反应。Fenton法因其具有反应条件温和、操作简单、费用较低以及环境友好等优点，被广泛地应用于各种有机废水的高级氧化处理研究中，但催化剂不能循环使用及因催化剂的流失而引起的二次污染是其主要缺陷。

在各种半导体光催化剂中，由于Ti0₂具有光催化活性高、价格相对较低和稳定性强等独特的优点，受到国内外学者的广泛关注。但是，Ti0₂光催化较低的量子效应和光催化活性，以及对光的利用多集中在紫外光区域；且粉末态催化剂在应用时不易回收利用，易造成二次污染等，这些都是制约其发展的主要难题。

未有文献报道度他雄胺废水中2,5-双(三氟甲基)苯胺的处理方法，所以寻找能够有效降解度他雄胺废水中2,5-双(三氟甲基)苯胺的清洁处理工艺具有现实的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种碳氮掺杂的锌钛双金属纳米粒子处理芳胺类制药废水的方法，本发明以三聚氰胺为碳源和氮源通过高温煅烧形成石墨相氮化碳，然后在石墨相氮化碳上负载纳米氧化锌形成氧化锌负载的石墨相氮化碳纳米颗粒(ZnO@g-C₃N₄)，最后通过溶胶-凝胶法制备出具有光学催化性能的碳氮掺杂的锌钛双金属纳米粒子。本发明制备出的碳氮掺杂的锌钛双金属纳米粒子可在弱酸条件下对2,5-双(三氟甲基)苯胺实现良好的降解率，而且可用于其它芳胺废水的降解，具有可工业化应用前景。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种碳氮掺杂的锌钛双金属纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：