纳米掺杂钴二氧化钛/壳聚糖复合微球光解有机磷农药废水制造技术

一种有机磷农药废水净化剂，它是以纳米掺杂钴二氧化钛为催化剂、壳聚糖为载体制得的复合微球；所述纳米二氧化钛首先要掺杂钴，再与壳聚糖混合通过聚乙烯醇和海藻酸钠进行包埋、制成纳米掺杂钴二氧化钛/壳聚糖微球。利用本发明专利技术净化剂有效地降低了水中的有机磷，可使水源水中有机磷的去除率达75％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水处理领域，特别涉及利用纳米掺杂钴二氧化钛/壳聚糖复合微球对有机磷农药废水处理的应用领域。
技术介绍
中国是有机磷农药的生产和使用大国。近年来，我国每年排放的农药废水量在 IO8HI3以上，其中已进行治理的仅占总量的7%，治理达标的仅占已处理量的1%。因此，对难降解的有机磷农药废水的有效处理的研究具有非常重要的现实意义，有利于减少农业污染，保护我们赖以生存的生态环境。目前，国内外对有机磷农药废水的处理主要采用生化法，如SBR、接触氧化法、厌氧折流板反应器等，但用此法处理后的农药废水中有机磷的含量仍很高，且其处理工艺复杂、费用较高，有时处理不当会造成二次污染。利用光催化降解污染物越来越受到人们重视，在光催化氧化采用的半导体中，TiO2以其较高的光稳定性和反应活性以及价廉无毒等优点而得到广泛应用，在水处理和空气净化领域具有广阔的应用前景。TiO2具有大量表面羟基，能与壳聚糖通过分子间相互作用而形成TiO2复合微球， 将TiO2引入壳聚糖制备双效杀菌材料已引起极大关注。但TiO2纳米粒子粒径小、比表面大、表面能高，在壳聚糖溶液中容易发生团聚，故通常采用表面活性剂对纳米TiO2颗粒表面进行改性以提高其分散性。TiO2掺杂改性可以进一步提高光催化剂TiO2的电子-空穴对的分解率，从而提高光催化活性，显著提高降解污染物的催化性能。若通过一定的技术手段，获得磁性纳米掺杂二氧化钛与壳聚糖的一维复合微球， 有可能克服二者单独使用时的缺点，利用壳聚糖优良的吸附和絮凝的特性以及二氧化钛具有的广谱、耐久、安全的特点，这将在废水处理应用上带来一些重要突破。专利技术内容本专利技术的目的在于针对上述现有技术处理有机磷农药废水污染的不足，本研究拟在保证磁性纳米TiO2与壳聚糖复合微球优点的情况下，克服粉末状材料易聚集、易失活、 较难回收和再利用等缺点，拟制成微球，利用制备的微球处理有机磷农药废水，提高处理效率，增强分离回收效果。本专利技术的另一目的在于提供上述有机磷农药废水净化剂的制备方法。本专利技术的又一目的在于提供上述有机磷农药废水净化剂的使用方法。本专利技术的目的是通过如下技术措施实现的一种有机磷农药废水净化剂，其特征在于它是以二氧化钛为催化剂、壳聚糖为载体制得的复合微球；所述纳米二氧化钛首先要掺杂钴，然后与壳聚糖通过聚乙烯醇和海藻酸钠进行包埋、制成纳米掺杂钴二氧化钛/壳聚糖复合微球，并用于有机磷农药废水的处理。聚乙烯醇和海藻酸钠均为市售产品。为了进一步提高复合微球的光解性能以及稳定性，还将上述制得的复合微球进行固化处理；所述对复合微球的固化处理中采用的是含I 10% (优选为2%) CaCl2的饱和硼酸溶液，以质量百分含量计。(含CaCl2的饱和硼酸溶液按如下配置的如含2% CaCl2的饱和硼酸溶液是称取2份CaCl2加入到98份饱和硼酸溶液中)一种有机磷农药废水净化剂的制备方法，其特征在于首先将纳米二氧化钛进行预处理；称取一定量的Ti (SO4)2固体中溶入IOOmL蒸馏水，按物质的量的比为100 10:1慢慢加入CoCl2固体(优选物质的量比为100 :1)，在转速100 200 r/min (优选为150r/min) 磁力搅拌下形成O. 05 O. 5 mo I · L-1 (优选为O. 15 mo I · L-1)的Ti (SO4) 2溶液，溶液稍静置后倒入100 mL不锈钢(内杯为聚四氟乙烯)的洁净的高压釜，溶液的最大体积不超过高压釜体积的75%，烘箱从环境温度开始升温到达150 250°C (优选为170°C)后加热反应2 6 h(优选4 h)，反应完毕切断电源使烘箱自然降温，冷却至室温后取出玻璃基板，经去离子水洗(以BaCl2溶液检验S042_的存在)、无水乙醇洗后，自然干燥得到掺杂钴的纳米二氧化钛粉体，待用。将掺有钴的纳米TiO2粉体和壳聚糖按I: I 10(优选为1:5)比例混合，加入2 20 mo I *L_1 (优选为10 mo I *L_1)的NaOH置于磁力搅拌器上转速100 200 r/min (优选为150r/min)充分搅拌使之均勻混合。将混合液移至高压爸中，密封后放入烘箱，设定温度100-250°C (优选为160-180°C)，恒温反应12-36 h (优选为24 h)。将反应产物取出后离心洗涤至中性，再改用无水乙醇离心洗涤2-3次。将产物放入烘箱在40-100°C (优选为 50°C)烘干l_6h (优选为2 h)，再放干燥器内或自然干燥48h，制得复合粉体备用。然后再按如下步骤制备纳米掺杂钴二氧化钛/壳聚糖复合微球将聚乙烯醇和海藻酸钠按质量比10 6 1(优选为6 I)混合，加热溶解10 25min、优选为15min,随即加入一定量的复合粉体搅拌均匀(所述聚乙烯醇海藻酸钠 复合粉体质量比2 8 I 3 9，优选为6 I 7)，冷却10 60min、优选为30min后用恒流泵以恒定流速连续地将悬浮液滴到含1-10% (优选2%，以质量百分含量计)CaCl2 的饱和硼酸溶液中固化，固化时间为5 40h、优选为15 25h、进一步优选为24h，后滤出制得复合微球，放入烘箱中40 100°C (优选为70°C )烘干备用。图I是复合微球用量对有机磷农药废水降解效果示意图图2是pH值对复合微球净化有机磷农药废水效果示意图图3是二氧化钛、壳聚糖和复合微球对有机磷农药废水效果示意图应用实施例I纳米掺杂钴二氧化钛/壳聚糖复合微球处理有机磷农药废水对水中有机磷的去除实验取IOOmL I X 10_4的有机磷农药废水于250mL锥形瓶中，加入适量的复合微球，以日光灯为实验光源处理水样，反应结束后测定水中磷的浓度，通过计算即可得出纳米掺杂钴二氧化钛/壳聚糖复合微球对有机磷农药废水的净化效率。具体步骤按下述进行在有机磷农药废水的初始浓度为I. OX 1(Γ4，纳米掺杂钴二氧化钛/壳聚糖复合微球的投加量O. 7g/L，溶液的初始pH值为9，在白炽灯照射下，DDVP降解率有61 % ;在添加H2O2 至8mmol/L,反应60min时,有机磷农药废水的降解率可达75%。本专利技术具有如下的有益效果4利用本专利技术净化剂有效地降低了水中的有机磷，可使水中有机磷的去除率达到75%， 显著高于直接用二氧化钛和壳聚糖在同等条件下的净化效果。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本
技术实现思路
对本专利技术作出一些非本质的改进和调整。实施例I一种有机磷农药废水净化剂的制备，按如下步骤制得I、二氧化钛掺杂钴在6g的Ti (SO4)2固体中加入IOOmL蒸馏水形成溶液后，慢慢加入100:1的(物质的量的比)的氯化钴固体，磁力搅拌下形成O. 15 mo I · Γ1的Ti (SO4)2溶液，溶液稍静置后倒入 100 mL不锈钢(内杯为聚四氟乙烯)的洁净的高压釜，溶液的最大体积不超过高压釜体积的 75%，烘箱从环境温度开始升温到达170°C后加热反应4 h，反应完毕切断电源使烘箱自然降温，冷却至室温后取出玻璃基板，经去离子水洗(以BaCl2溶液检验S042_的存在)、无水乙醇洗后，自然干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏红霞，朱启红，李强，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：