[发明专利]基于可循环利用的碳布材料原位降解有机污染物的方法

说明书

本发明属于公开了一种基于可循环利用的碳布材料原位降解有机污染物的方法，依次制备羧基化改性碳布CC‑COOH、二茂铁基两亲分子HO‑PEG3‑Fc2、二茂铁基两亲分子接枝改性碳布CC‑PEG3‑Fc2，通过二茂铁基两亲分子接枝改性碳布进行原位降解含有罗丹明B的有机污染物，并对有机污染物中的罗丹明B的降解率进行分析验证，最终罗丹明B的去除率超过了95%。能够循环使用碳布，稳定性好，罗丹明B的去除率高。

技术领域

本发明属于环境保护行业中的污染物处理技术领域，具体涉及二茂铁基团在原位降解有机污染物方面的应用与方法。

背景技术

染料废水等含有机污染物废水的违规排放会导致环境污染，如何高效低成本的处理染料废水具有一定的现实意义。罗丹明B作为一种人工合成的常见染料，广泛应用于有色玻璃、矿业和钢铁等领域。根据世界卫生组织国际癌症研究署(IARC)化学品致癌风险评价：罗丹明B染料被摄取以及皮肤接触该物质均会造成急性和慢性的中毒伤害；大量学者也对罗丹明B的危害进行研究，结果显示其具毒性、致癌和致突变性。绿色环保和便捷低成本的去除污水中的罗丹明B等有机污染物的方法或工艺具有重要的应用前景。

二茂铁基团具有极佳的氧化还原可逆性，当其被氧化剂氧化时，二茂铁基会从疏水结构转变成亲水结构，进一步用还原剂将其还原，氧化态的二茂铁基又可以从亲水结构转变回初始的疏水结构。

综上，本发明旨在充分发挥二茂铁基团的氧化还原引起的亲疏水可控调节，对废水中罗丹明B的捕捉、原位降解以及碳布的再生再利用性能，从而挖掘二茂铁基团在高效低成本的原位降解有机污染物领域的推广应用。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供二茂铁基团在原位降解有机污染物方面的应用与方法，充分发挥二茂铁基团的氧化还原引起的亲疏水可控调节，对废水中罗丹明B的捕捉、原位降解以及碳布的再生再利用性能，从而挖掘二茂铁基团在高效低成本的原位降解有机污染物领域的推广应用。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于可循环利用的碳布材料原位降解有机污染物的方法，包括有以下步骤：

S1，制备羧基化改性碳布CC-COOH；

S2，合成二茂铁基两亲分子HO-PEG3-Fc2；

S3，制备二茂铁基两亲分子接枝改性碳布CC-PEG3-Fc2；

S4，通过二茂铁基两亲分子接枝改性碳布进行原位降解含有罗丹明B的有机污染物；

S5，对有机污染物中的罗丹明B的降解率进行分析验证。

进一步地，所述步骤S1中包括以下操作内容：

S101，裁剪：将高强度碳布裁剪成规定的尺寸；

S102，将裁剪后的高强度碳布完全浸没至浓硝酸中；

S103，超声分散5～30分钟；

S104，加热回流，加热回流温度为80～150℃，加热回流时间为2～10小时；

S105，冷却后取出高强度碳布；

S106，水洗；直到洗液呈中性；

S107，将高强度碳布浸没至纯水中：

S108，加入高锰酸钾和高氯酸溶液；

S109，在40～60摄氏度的条件下反应30～90分钟；

S110，取出碳布，再水洗至洗液呈中性；

S111，干燥：在60～80℃的真空环境下干燥6～24小时，得到羧基化改性碳布CC-COOH。

进一步地，所述步骤S108中加入70%的高氯酸溶液。

进一步地，所述步骤S2中包括以下操作内容：

S21，在氩气保护环境下，将甘油乙氧基化物和氢化钠溶解在无水四氢呋喃中，室温搅拌60-120分钟；