本发明涉及水溶性有机物的处理，特别涉及一种光活海泡石si-oh用于水溶性有机污染物吸附与光降解的方法。
背景技术：
：海泡石等粘土矿物资源的开发是国家经济发展的重大需求，也是湖南、江西和河北等地方省份经济和社会发展的重要支撑。近年来，基于比表面积和表面活性方面的突出优势，海泡石已经广泛地运用于土壤治理、空气净化和水体吸附等领域。土壤治理方面，海泡石对砷、镉和铅等重金属具有吸附和螯合作用，通过复配其他功能添加剂，使其相互作用形成的固化网，进一步将重金属封闭在晶格网中，从而实现砷、镉和铅等重金属的固化稳定化。空气净化方面，海泡石和改性后的海泡石不仅能高效滤除vocs、so2或h2s、nox等有害气体，同时具备强大持久的抗菌功能，对pm2.5的一次过滤效率能够高达99%。水体吸附方面，海泡石由于具有极强的吸附性能和离子交换性能，主要运用于水体中重金属cd和pb的吸附和去除，然而随着水体中染料、抗生素、有机农药、微塑料等痕量有机污染物的出现，海泡石在有机物污染物的去除领域也出现了相关的科学研究。然而海泡石在土壤重金属污染治理、空气净化和污水处理等领域的应用往往局限于其较大的比表面积和较高的表面活性，而对其si-oh基的光化学反应活性则尚未开发利用。特别是在有机污染物控制领域，吸附在海泡石表面的有机污染物不能有效地进行矿化降解则大大限制了其应用范围。海泡石si-oh基在外在光源的作用下能发生si-o键均裂而产生具有高氧化还原电位的•oh等活性氧物种，并进一步导致有机污染物矿化降解。因此，如何有效地激活海泡石si-oh基产生•oh等活性氧物种并运用于有机污染物控制领域是整合海泡石矿产资源和拓宽其应用范围的主要技术瓶颈点，也是促使基础研究成果走向应用必须解决的核心科学问题。技术实现要素：本发明是针对现有技术的不足，提供一种光活海泡石si-oh用于水溶性有机污染物吸附与光降解的方法，在100-800nm光源作用下固/液界面吸附和固/气界面光催化下降解水溶液中有机污染物，即采用100-800nm光源照射在海泡石内腔和表面达到吸附脱附平衡的海泡石，海泡石被光源激活发生si-oh健断裂并形成羟基自由基等活性氧物种，从而达到氧化降解抗生素的目的。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种光活海泡石si-oh用于水溶性有机污染物吸附与光降解的方法，包括以下步骤：（1）在常温下，向含有有机污染物的水溶液中加入海泡石粉末，搅拌使得溶液中有机污染物在海泡石固/液界面，包括海泡石的内腔和表面达到吸附脱附平衡；（2）水溶液中有机污染物在海泡石固/液界面吸附脱附平衡后，采用过滤或者离心的方式固液分离，得吸附了有机污染物的海泡石粉末，并进行干燥；（3）开启光强为5-50mwcm-2，波长为100-800nm的光源，照射吸附了有机污染物的海泡石粉末，海泡石以分子筛形式存在的si-oh基在太阳光光源的作用下发生si-oh健断裂产生羟基自由基等活性氧物种，从而对有机污染物氧化降解。进一步地，所述的光源优选模拟太阳光光源，光强为5-50mwcm-2，更优选光强为50mwcm-2；波长为100-800nm，更优选为400nm。进一步地，步骤（1）中，所述的海泡石为海泡石原矿、α-海泡石粉体和β-海泡石粉体中的一种或两种以上，优选为α-海泡石粉体。进一步地，步骤（1）中，海泡石在水溶液中的质量体积比为1~50g/l。进一步地，有机污染物主要是指水溶性有机污染物，包括有机染料、农药、抗生素等有机物，所述的有机污染物的尺寸小于100×500×100nm。进一步地，步骤（1）中，搅拌时间为30~120分钟。进一步地，步骤（2）中，干燥温度为40~60℃，干燥时间为2~3小时。进一步地，步骤（3）中，照射时间为2-36小时。进一步地，还包括海泡石的回收，具体为：吸附了有机污染物的海泡石在固/气界面光催化反应后，100-200℃活化后再次作为吸附剂和催化剂重复利用。本发明与现有技术相比具有以下优点和有益的效果：1)与现有海泡石对有机物污染物的处理技术相比，本发明在海泡石完成吸附后利用光源活化海泡石si-oh基，使其产生羟基自由基等活性氧物种，从而对水体环境中有机污染物的降解起到吸附和氧化降解的协同作用，大大提高了有机污染物的处理效率，拓宽了海泡石的应用范围。2)本发明提供的海泡石主要针对水环境中有机污染物的去除，有机污染物包括有机染料、农药、抗生素等。海泡石对水溶性有机污染物适应性强，广谱性好，分子尺寸小于100×500×100nm有机污染物，均具有较好的吸附和氧化降解的效果。3)本发明所采用的海泡石在水溶液中结构稳定，易于回收，经过活化处理后可以重复循环利用，且活性能在多次循环中基本保持不变。4)本发明工艺流程简单，便于操作，且非常绿色环保，不会产生二次污染，具备广阔的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述，但本发明并不限于此。实施例1一种光活海泡石si-oh用于水溶性有机污染物吸附与光降解的方法，具体步骤如下：(1)室温下配置100μmol/l的酸性红37溶液，取100ml溶液于250ml反应器内，加入2gα-海泡石粉末，搅拌1h，使得酸性红37在海泡石固/液界面达到吸附脱附平衡；(2)采用过滤的方式固液分离，得到吸附了酸性红37的海泡石粉末，在50℃条件下干燥3小时；(3)开启氙灯模拟太阳光光源，照射干燥后的海泡石粉末，使有机污染物在海泡石固/气界面其发生氧化降解反应6小时；(4)反应结束，收集海泡石粉末，150℃活化后循环利用。实施例2至4将酸性红37分别替换为酸性黄17、媒染橙1或茜素黄gg。对步骤（1）中有机污染物吸附脱附平衡后水溶液进行有机污染物含量的测试得海泡石对有机污染物的吸附率，吸附率=(c0-c1)/c0×100%，其中c0有机污染物溶液初始浓度，c1是吸附平衡后溶液中有机污染物的浓度。对步骤（3）中光催化反应后的海泡石样品进行有机污染物的含量测试得最终的有机污染物的降解率，降解率=(c0-c1-c2)/(c0-c1)×100%，其中c2是光催化反应以后残留在海泡石界面有机污染物的折合浓度，实验结果如表1所示。表1结果表明酸性红37、酸性黄17、媒染橙1和茜素黄gg等有机染料在海泡石表面体现了均有较好的吸附效果，吸附率在85%-91%之间，而吸附了有机污染物的海泡石粉末在以氙灯模拟太阳光源的照射下，反应4-8小时，有机染料的降解率均可以达到80%以上。表1有机染料在光活化海泡石si-oh反应体系下的吸附率和降解率实施例有机染料吸附率降解率实施例1酸性红3785%85%实施例2酸性黄1788%85%实施例3媒染橙190%82%实施例4茜素黄gg91%81%对比现有海泡石对有机染料的处理技术，仅仅停留在对有机染料的吸附去除方面，而本发明则在原有吸附技术的基础上，进一步发明了海泡石si-oh的活化方法，吸附了有机污染物的海泡石在光源的照射下发生氧化反应，有机污染物获得了较好的去除效果。实施例5一种光活海泡石si-oh用于水溶性有机污染物吸附与光降解的方法，具体步骤如下：(1)室温下配置100μmol/l的噻虫嗪溶液，取100ml溶液于250ml反应器内，加入2gα-海泡石粉末，搅拌1h，使得噻虫嗪在海泡石固/液界面达到吸附脱附平衡；(2)采用过滤的方式固液分离，得到吸附了噻虫嗪的海泡石粉末，在60℃条件下干燥2小时；(3)开启氙灯模拟太阳光光源，照射干燥后的海泡石粉末，使有机污染物在海泡石固/气界面其发生氧化降解反应6小时；(4)反应结束，收集海泡石粉末，100-200℃活化后循环利用。实施例6至8将噻虫嗪分别替换为噻虫胺、克百威或敌草隆。对步骤（1）中有机污染物吸附脱附平衡后水溶液进行有机污染物含量的测试得海泡石对有机污染物的吸附率，吸附率=(c0-c1)/c0×100%，其中c0有机污染物溶液初始浓度，c1是吸附平衡后溶液中有机污染物的浓度。对步骤（3）中光催化反应后的海泡石样品进行有机污染物的含量测试得最终的有机污染物的降解率，降解率=(c0-c1-c2)/(c0-c1)×100%，其中c2是光催化反应以后残留在海泡石界面的有机污染物折合浓度，实验结果如表2所示。表2结果表明噻虫嗪、噻虫胺、克百威和敌草隆等有机农药在海泡石表面体现了均有较好的吸附效果，吸附率在85%以上，而吸附了有机污染物的海泡石粉末在以氙灯模拟太阳光源的照射下，反应4-8小时，有机农药的降解率均可以达到80%左右。表2有机农药在光活化海泡石si-oh反应体系下的吸附率和降解率实施例有机农药吸附率降解率实施例5噻虫嗪85%78%实施例6噻虫胺86%80%实施例7克百威85%82%实施例8敌草隆86%81%对比现有海泡石对有机农药的处理技术，仅仅停留在对有机农药的吸附去除方面，而本发明则在原有吸附技术的基础上，进一步发明了海泡石si-oh的活化方法，吸附了有机污染物的海泡石在光源的照射下，发生氧化反应，有机污染物获得了较好的去除效果。实施例9一种光活海泡石si-oh用于水溶性有机污染物吸附与光降解的方法，具体步骤如下：(1)室温下配置100μmol/l的阿替洛尔溶液，取100ml溶液于250ml反应器内，加入2gα-海泡石粉末，搅拌1h，使得阿替洛尔在海泡石固/液界面达到吸附脱附平衡；(2)采用过滤的方式固液分离，得到吸附了阿替洛尔的海泡石粉末，在40-60℃条件下干燥1-2小时；(3)开启氙灯模拟太阳光光源，照射干燥后的海泡石粉末，使有机污染物在海泡石固/气界面其发生氧化降解反应4-8小时；(4)反应结束，收集海泡石粉末，100-200℃活化后循环利用。实施例10至12将阿替洛尔分别替换为磺胺氯哒嗪、环丙沙星或拉夫米定。对步骤（1）中有机污染物吸附脱附平衡后水溶液进行有机污染物含量的测试得海泡石对有机污染物的吸附率，吸附率=(c0-c1)/c0×100%，其中c0有机污染物溶液初始浓度，c1是吸附平衡后溶液中有机污染物的浓度。对步骤（3）中光催化反应后的海泡石样品进行有机污染物的含量测试得最终的有机污染物的降解率，降解率=(c0-c1-c2)/(c0-c1)×100%，其中c2是光催化反应以后残留在海泡石界面的有机污染物折合浓度，实验结果如表3所示。表3结果表明阿替洛尔、磺胺氯哒嗪、环丙沙星和拉夫米定等有机农药在海泡石表面体现了均有较好的吸附效果，吸附率在85%以上，而吸附了有机污染物的海泡石粉末在以氙灯模拟太阳光源的照射下，反应4-8小时，抗生素的降解率均可以达到80%左右。表3抗生素在光活化海泡石si-oh反应体系下的吸附率和降解率实施例有机农药吸附率降解率实施例9阿替洛尔85%78%实施例10磺胺氯哒嗪86%80%实施例11环丙沙星85%82%实施例12拉夫米定86%81%对比现有海泡石对抗生素的处理技术，仅仅停留在对抗生素的吸附去除方面，而本发明则在原有吸附技术的基础上，进一步发明了海泡石si-oh的活化方法，吸附了有机污染物的海泡石在光源的照射下，发生氧化反应，有机污染物获得了较好的去除效果。实施例13一种光活海泡石si-oh用于水溶性有机污染物吸附与光降解的方法，具体步骤如下：(1)室温下配置100μmol/l的阿替洛尔溶液，取100ml溶液于250ml反应器内，加入2gα-海泡石粉末，搅拌1h，使得阿替洛尔在海泡石固/液界面达到吸附脱附平衡；(2)采用过滤的方式固液分离，得到吸附了阿替洛尔的海泡石粉末，在40-60℃条件下干燥1-2小时；(3)开启氙灯模拟太阳光光源，照射干燥后的海泡石粉末，使有机污染物在海泡石固/气界面其发生氧化降解反应4-8小时；(4)反应结束，收集海泡石粉末，100-200℃活化后用于下一批反应。表4是海泡石对100μmol/l阿替洛尔4次循环后吸附率和降解率的变化情况，海泡石对阿替洛尔的吸附率和降解率均保持不变。表4海泡石循环使用对阿替洛尔吸附率和降解率的影响循环次数吸附率降解率185%78%285%75%381%72%480%72%以上实施例表明，利用海泡石对有机污染物的吸附并激活海泡石si-oh产生羟基自由基对有机污染物进行降解，两者协同发挥作用，从而达到氧化降解水溶液中有机污染物的目的，针对大部分有机污染物吸附率在85%以上，而降解率则80%左右。此外，海泡石易于回收，循环使用效果好。当前第1页12