Zn-OMS-2与PDS联合在降解含有机污染物废水中的应用

本发明属于环境保护，涉及有机污染物治理，具体为一种zn-oms-2与pds联合在降解含有机污染物废水中的应用。

背景技术：

1、国内工业化的高速发展与进步加剧了有机化学产品的滥用，大量有机污染物被排放到水体之中，最终富集于水体造成严重污染。有机污染物无法通过人体来进行有效降解，也难以利用水体达到净化，富集后最终会形成严重污染，这不仅会破坏水生生态系统、产生新的耐药性病原体，而且有机污染物还会通过水净化系统和土壤过滤后进入我们的饮用水和食物链中。如果人们长期摄入含有有机污染物的水和食物，身体内的细菌很可能会对有机污染物产生耐受性，严重威胁人们的健康与安全。因此，如何降解有机污染物，已经成为了当前迫需解决的难题。

2、氧化锰八面体分子筛（oms-2）是一种氧锰矿型二氧化锰，由于其高度的催化活性，在氧化还原反应中被广泛报道。例如，2014年，steven的团队报告了oms-2通过硫醇的选择性需氧氧化催化合成二硫化物。2015年，xu等人报道了oms-2在水溶液中过氧化一硫酸钾（pms）存在下对有机染料的有效催化降解。2017年，li及其同事还设计并合成了oms-2/石墨纳米复合材料，用于在pms的帮助下催化降解有机污染物。

技术实现思路

1、本发明提供一种zn-oms-2与pds联合在降解含有机污染物废水中的应用，通过借助单线态氧(1o2)的活化和电子转移将有机污染物氧化为无毒无害的物质。

2、本发明的技术方案是，zn-oms-2与pds联合在降解含有机污染物废水中的应用。

3、进一步地，废水中有机污染物的浓度为1-20mg/l；有机污染物废为罗丹明b、双酚a、苯胺、亚硝唑、诺氟沙星、氧氟沙星中的任意一种或多种。

4、进一步地，pds与zn-oms-2的摩尔比为1:1~1.5。

5、进一步地，zn-oms-2采用硫酸锰和zn（no3）2·6h2o进行反应制得。

6、进一步地，pds为过二硫酸钠、过二硫酸钾、过二硫酸铵中的一种或几种。

7、进一步地，pds为过二硫酸钠和过二硫酸钾按1:1混合而成。

8、进一步地，具体降解处理步骤如下：

9、s1、将pds加入到废水中，混合均匀，然后加入缓冲溶液调节ph在4.5-8.5之间；

10、s2、将zn-oms-2加入s1所得的废水中，进行搅拌反应2~3h；

11、s3、将s2所得废水进行离心分离，所得上清液即为降解后的水。

12、进一步地，s1中pds的浓度为1-10mmol/l。

13、进一步地，s1中缓冲溶液为磷酸氢二钠与磷酸二氢钾的1：1混合溶液，总浓度为1/15mol/l。

14、进一步地，s3中离心分离的转速在2000-5000r/min,时间为12-30min。

15、本发明具有以下有益效果：

16、（1）本发明提供的协同作用方法，主要是通过非自由基机制降解有机污染物。与自由基途径相比，非自由基氧化途径具有较慢的动力学速率，可以更加有效的对有机污染物进行降解。

17、（2）本发明采用的zn-oms-2，通过oms掺杂zn，让oms上多了更多的氧空位缺陷，增大了比表面积，提高了吸附能力，从而接受更多的氧化活性物质，使更多的氧化活性物质附着在zn-oms-2表面的氧空位缺陷内。oms掺杂金属zn，让氧化活性物质与zn接触后，对抗生素进行电子转移，破坏了抗生素的结构使抗生素发生降解，也增强了oms-2本身的导电性，提高电子转移的速率，从而使催化剂降解更加彻底。

18、（3）本发明中pds氧化剂具有活性高、稳定性好、水溶性好、成本低等特点；zn-oms-2呈金属原子中心电子结构使之有优良的催化活性，可以发生电子转移。采用pds和zn-oms-2两种原料协同应用，经zn-oms-2活化pds可产生单线态氧(1o2)，其吸附在zn-oms-2的表面，具有较高的电极电势与高选择性，作用于不同的抗生素发生单线态氧活化或电子转移，将抗生素氧化为无毒无害的物质。

19、（4）zn-oms-2与pds用于含有机污染物的降解，能够重复利用，且操作简便、降解效果良好，应用前景广泛。

技术特征：

1. zn-oms-2与pds联合在降解含有机污染物废水中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：废水中有机污染物的浓度为1-20mg/l；有机污染物废为罗丹明b、双酚a、苯胺、亚硝唑、诺氟沙星、氧氟沙星中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：pds与zn-oms-2的摩尔比为1:1~1.5。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：zn-oms-2采用硫酸锰和zn（no3）2·6h2o进行反应制得。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：pds为过二硫酸钠、过二硫酸钾、过二硫酸铵中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：pds为过二硫酸钠和过二硫酸钾按1:1混合而成。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的应用，其特征在于，具体降解处理步骤如下：

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：s1中pds的浓度为1-10mmol/l。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：s1中缓冲溶液为磷酸氢二钠与磷酸二氢钾的1：1混合溶液，总浓度为1/15mol/l。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：s3中离心分离的转速在2000-5000r/min,时间为12-30min。

技术总结
本发明提供了一种Zn‑OMS‑2与PDS联合在降解含有机污染物废水中的应用，其以非自由基氧化的协同作用方式，通过借助单线态氧(1O<subgt;2</subgt;)的活化和电子转移将有机污染物氧化为无毒无害的物质。该应用中的PDS和Zn‑OMS‑2可循环利用，操作过程简便、降解效果良好，应用前景广泛。

技术研发人员：李俊苗,丁茉然,程顺,钱江俊
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15