CN107754807A - 一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法 - Google Patents

一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,它涉及一种去除水中残留雌激素的方法。本发明的目的是要解决现有去除水中雌激素的方法成本高,去除效果差和工艺复杂等缺陷问题。方法:一、将过硫酸钠与预处理的水混合;二、调节反应pH值;三、制备磁性可见光催化剂;四、投加磁性可见光催化剂并采用可见光照射混合溶液;五、采用外磁场分离磁性可见光催化剂,即完成一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法。使用本发明的方法去除水中雌激素效率达到80%~95%。本发明可以去除水中残余雌激素。

Description

一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的 方法
技术领域
本发明涉及一种去除水中雌激素的方法。
背景技术
随着社会工业化进程的加快,具有雌激素效应的化合物作为洗涤剂、润滑油添加剂、增塑剂等的主要成分广泛应用于纺织、清洗、农药乳化等领域,而医院废水、污水处理厂及工厂污水等的随意排放,导致自然水体中环境雌激素含量逐年增加,对环境水质安全构成很大的威胁。
目前国内外去除水环境中的雌激素常用的方法包括生物法、物化法、电化学法及薄膜过滤法。由于雌激素对生物的毒性作用,使得未经特殊驯化的微生物对其去除作用十分有限;电化学法由于对低浓度污染物单位处理成本较高,难以大规模使用;膜技术虽被广泛应用于环境水处理,然而较高的膜组件设备和运行成本使其难以在大规模去除特定有机污染物中发挥作用;物化法中的光催化氧化法由于反应速率快、去除效率高、成本可控而在水处理中得到了广泛应用,然而该方法存在的催化剂难以回收、再生成本及能耗过高的问题,使其在应用中仍具有一定局限性。
发明内容
本发明的目的是要解决现有去除水中特征雌激素困难、处理效率低的问题,提供一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法。
一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,具体是按以下步骤完成的:
一、将过硫酸钠与含有雌激素的预处理水混合,再在室温下和搅拌速度为160 r/min~250 r/min的条件下搅拌20 min~45 min,得到过硫酸钠和预处理水的混合溶液;
步骤一中所述的预处理水中雌激素的浓度为0.01~100 mg/L:
步骤一中所述的过硫酸钠的质量与预处理的水的质量比为1:(1000~10000);
二、调节反应pH值,在搅拌速度为150 r/min~200 r/min 的条件下使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1 mol/L~100 mol/L 的氢氧化钠溶液将过硫酸钠和预处理水的混合溶液的pH 值调节至6.5~7.5,得到调节pH 值后的过硫酸钠和预处理水的混合溶液;
三、制备磁性可见光催化剂:
①、将Fe3O4加入到质量分数为97%~99%乙二醇中,强烈磁力搅拌10 min,再使用超声波震荡仪震荡分散30 min,得到Fe3O4和乙二醇的混合溶液;
步骤三①中所述的Fe3O4的质量与质量分数为97%~99%的乙二醇溶液的体积比为(0.001 g~10 g):1 mL;
②、将硝酸铋和硝酸的混合溶液、钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液依次加入到Fe3O4和乙二醇的混合溶液中,磁力搅拌20 min后,得到混合悬浊液;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液中硝酸铋的浓度为0.01-10 mol/L;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液中硝酸的浓度为0.1-10 mol/L;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液与Fe3O4和乙二醇的混合溶液的体积比为(0.1-100):1;
步骤三②中所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液中钨酸钠的浓度为0.01-10 mol/L;
步骤三②在所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液中氢氧化钠的浓度为0.1-10 mol/L;
步骤三②中所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液与Fe3O4和乙二醇的混合溶液的体积比为(0.1-100):1;
③、使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1 mol/L~100 mol/L 的氢氧化钠溶液将混合悬浊液调节为特定pH值,再将混合悬浊液加入到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中,再将不锈钢高压反应釜密封,将密封后的不锈钢高压反应釜120℃~150℃下反应12 h~48 h,得到黄褐色固体;
步骤③中所述的混合悬浊液特定pH值为pH 1.0-7.0;
④、将黄褐色固体在离心速度为6500 r/min~8000 r/min下进行离心分离10 min~30min,得到离心后的沉淀物质;分别采用去离子水和无水乙醇清洗离心后的沉淀物质各5次~10次,再在温度为-18 ℃~80 ℃下干燥6 h~24 h,得到磁性可见光催化剂;
四、投加磁性可见光催化剂并采用可见光照射混合溶液;
将磁性可见光催化剂投加到调节pH 值后的过硫酸钠和预处理水的混合溶液中,再使用可见光源照射混合溶液,反应时间10 min~240 min,得到含有磁性可见光催化剂的水;
步骤四中所述的磁性可见光催化剂的投加量为1 mg/L~200 mg/L;
步骤四中所述的可见光光源功率为10 W~1000 W;
五、采用外磁场分离磁性可见光催化剂:采用外磁场对含有磁性可见光催化剂的水进行分离,回收磁性可见光催化剂,再使用孔径为0.45μm的玻璃纤维膜对回收的磁性可见光催化剂进行过滤,再分别使用去离子水和无水乙醇对过滤后的磁性可见光催化剂各清洗5次~10次,再在温度为50℃~75℃下真空干燥12h~48h,得到再生后的磁性可见光催化剂和去除水中雌激素的水。
本发明的原理:
本发明中磁性可见光催化剂表面在可见光照射下,位于禁带的光电子跃迁,形成空穴电子对(h+-eCB -)。反应体系中的过硫酸根与钨酸铋表面的光电子结合,使得过硫酸盐中的S2O8 2-发生电子转移,从而使得S2O8 2-被裂解为·SO4 -与OH-;另一方面停留在磁性可见光催化剂表面的空穴具有强氧化性,能够进一步加速目标有机物的氧化降解。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式是一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法是按以下步骤完成的:
一、将过硫酸钠与含有雌激素的预处理水混合,再在室温下和搅拌速度为160 r/min~250 r/min的条件下搅拌20 min~45 min,得到过硫酸钠和预处理水的混合溶液;
步骤一中所述的预处理水中雌激素的浓度为0.01~100 mg/L:
步骤一中所述的过硫酸钠的质量与预处理的水的质量比为1:(1000~10000);
二、调节反应pH值,在搅拌速度为150 r/min~200 r/min 的条件下使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1 mol/L~100 mol/L 的氢氧化钠溶液将过硫酸钠和预处理水的混合溶液的pH 值调节至6.5~7.5,得到调节pH 值后的过硫酸钠和预处理水的混合溶液;
三、制备磁性可见光催化剂:
①、将Fe3O4加入到质量分数为97%~99%乙二醇中,强烈磁力搅拌10 min,再使用超声波震荡仪震荡分散30 min,得到Fe3O4和乙二醇的混合溶液;
步骤三①中所述的Fe3O4的质量与质量分数为97%~99%的乙二醇溶液的体积比为(0.001g~10g):1mL;
②、将硝酸铋和硝酸的混合溶液、钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液依次加入到Fe3O4和乙二醇的混合溶液中,磁力搅拌20min后,得到混合悬浊液;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液中硝酸铋的浓度为0.01-10 mol/L;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液中硝酸的浓度为0.1-10 mol/L;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液与Fe3O4和乙二醇的混合溶液的体积比为(0.1-100):1;
步骤三②中所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液中钨酸钠的浓度为0.01-10 mol/L;
步骤三②在所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液中氢氧化钠的浓度为0.1-10 mol/L;
步骤三②中所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液与Fe3O4和乙二醇的混合溶液的体积比为(0.1-100):1;
③、使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1 mol/L~100 mol/L 的氢氧化钠溶液将混合悬浊液调节为特定pH值,再将混合悬浊液加入到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中,再将不锈钢高压反应釜密封,将密封后的不锈钢高压反应釜120℃~150℃下反应12h~48h,得到黄褐色固体;
步骤③中所述的混合悬浊液特定pH值为pH 1.0-7.0;
④、将黄褐色固体在离心速度为6500 r/min~8000 r/min下进行离心分离10min~30min,得到离心后的沉淀物质;分别采用去离子水和无水乙醇清洗离心后的沉淀物质各5次~10次,再在温度为-18 ℃~80 ℃下干燥6h~24h,得到磁性可见光催化剂;
四、投加磁性可见光催化剂并采用可见光照射混合溶液;
将磁性可见光催化剂投加到调节pH 值后的过硫酸钠和预处理水的混合溶液中,再使用可见光源照射混合溶液,反应时间10 min~240 min,得到含有磁性可见光催化剂的水;
步骤四中所述的磁性可见光催化剂的投加量为1mg/L~200 mg/L;
步骤四中所述的可见光光源功率为10 W~1000 W;
五、采用外磁场分离磁性可见光催化剂:采用外磁场对含有磁性可见光催化剂的水进行分离,回收磁性可见光催化剂,再使用孔径为0.45μm的玻璃纤维膜对回收的磁性可见光催化剂进行过滤,再分别使用去离子水和无水乙醇对过滤后的磁性可见光催化剂各清洗5次~10次,再在温度为50℃~75℃下真空干燥12h~48h,得到再生后的磁性可见光催化剂和去除水中雌激素的水。
本实施方式的原理:
本发明中磁性可见光催化剂表面在可见光照射下,位于禁带的光电子跃迁,形成空穴电子对(h+-eCB -)。反应体系中的过硫酸根与钨酸铋表面的光电子结合,使得过硫酸盐中的S2O8 2-发生电子转移,从而使得S2O8 2-被裂解为·SO4 -与OH-;另一方面停留在磁性可见光催化剂表面的空穴具有强氧化性,能够进一步加速目标有机物的氧化降解。
本实施方式的优点:
一、本实施方式操作简单,降解副产物无毒无害;
二、本实施方式是在常温常压下进行反应,节省能源,与其他去除水中的雌激素的方法相比,降低了成本45%~70%;
三、本实施方式所合成的磁性可见光催化剂能够较容易回收及再生;
四、本实施方式对水中雌激素具有很好的去除率,高达80%~95%。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同点是:步骤一中所述的预处理水中的雌激素为雌酮、雌二醇、己烯雌酚和双酚A中的一种或几种的混合物。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是:步骤一中所述的过硫酸钠的质量与预处理的水的质量比为1:(1000~5000),其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是:步骤一中所述的过硫酸钠的质量与预处理的水的质量比为1:(5000~8000),其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是:步骤三①中所述的超声波震荡仪的功率为100 W~1000 W,其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是:步骤三①种所述的Fe3O4的粒径为15 nm~500 nm,其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是:步骤三①种所述的Fe3O4的粒径为500 nm~2000 nm,其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是:步骤四中所述的磁性可见光催化剂的投加量为1 mg/L~10 mg/L,其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是:步骤四中所述的可见光光源功率为10 W~1000 W,其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是:步骤五中所述的外磁场强度为0.01T~1T,其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下试验验证本发明的有益效果:
试验一:一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法
一、将过硫酸钠与含有雌激素的预处理水混合,再在室温下和搅拌速度为160 r/min~250 r/min的条件下搅拌20 min~45 min,得到过硫酸钠和预处理水的混合溶液;
步骤一种所述的雌激素为雌酮;
步骤一中所述的预处理水中雌激素的浓度为5 mg/L:
步骤一中所述的过硫酸钠的质量与预处理的水的质量比为1:2000;
二、调节反应pH值,在搅拌速度为150 r/min~200 r/min 的条件下使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1 mol/L~100 mol/L 的氢氧化钠溶液将过硫酸钠和预处理水的混合溶液的pH 值调节至6.5~7.5,得到调节pH 值后的过硫酸钠和预处理水的混合溶液;
三、制备磁性可见光催化剂:
①、将Fe3O4加入到质量分数为97%~99%乙二醇中,强烈磁力搅拌10 min,再使用超声波震荡仪震荡分散30min,得到Fe3O4和乙二醇的混合溶液;
步骤三①中所述的超声波震荡仪的功率为200 W;
步骤三①中所述的Fe3O4的粒径为20 nm;
步骤三①中所述的Fe3O4的质量与质量分数为97%~99%的乙二醇溶液的体积比为0.01g:1mL;
②、将硝酸铋和硝酸的混合溶液、钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液依次加入到Fe3O4和乙二醇的混合溶液中,磁力搅拌20min后,得到混合悬浊液;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液中硝酸铋的浓度为1 mol/L;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液中硝酸的浓度为0.5 mol/L;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液与Fe3O4和乙二醇的混合溶液的体积比为10:1;
步骤三②中所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液中钨酸钠的浓度为1 mol/L;
步骤三②在所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液中氢氧化钠的浓度为0.5 mol/L;
步骤三②中所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液与Fe3O4和乙二醇的混合溶液的体积比为10:1;
③、使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1 mol/L~100 mol/L 的氢氧化钠溶液将混合悬浊液调节为特定pH值,再将混合悬浊液加入到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中,再将不锈钢高压反应釜密封,将密封后的不锈钢高压反应釜120℃~150℃下反应12h~48h,得到黄褐色固体;
步骤③中所述的混合悬浊液特定pH值为pH 7.0;
④、将黄褐色固体在离心速度为6500 r/min~8000 r/min下进行离心分离10 min~30min,得到离心后的沉淀物质;分别采用去离子水和无水乙醇清洗离心后的沉淀物质各5次~10次,再在温度为-18 ℃~80 ℃下干燥6 h~24 h,得到磁性可见光催化剂;
四、投加磁性可见光催化剂并采用可见光照射混合溶液;
将磁性可见光催化剂投加到调节pH 值后的过硫酸钠和预处理水的混合溶液中,再使用可见光源照射混合溶液,反应时间10 min~240 min,得到含有磁性可见光催化剂的水;
步骤四中所述的磁性可见光催化剂的投加量为10 mg/L;
步骤四中所述的可见光光源功率为500 W;
五、采用外磁场分离磁性可见光催化剂:采用外磁场对含有磁性可见光催化剂的水进行分离,回收磁性可见光催化剂,再使用孔径为0.45 μm的玻璃纤维膜对回收的磁性可见光催化剂进行过滤,再分别使用去离子水和无水乙醇对过滤后的磁性可见光催化剂各清洗5次~10次,再在温度为50℃~75℃下真空干燥12h~48 h,得到再生后的磁性可见光催化剂和去除水中雌激素的水;
步骤五中所述的外磁场强度为0.05 T。
本试验的优点:
一、本试验操作简单,降解副产物无毒无害;
二、本试验是在常温常压下进行反应,节省能源,与其他去除水中的雌激素的方法相比,降低了成本50%;
三、本试验所合成的磁性可见光催化剂能够较容易回收及再生;
四、本试验对水中雌激素具有很好的去除率可达92%。
试验二:使用活性炭去除水中雌激素的对比试验,具体是按以下步骤完成的:
使用粒径为4 nm~100 nm的椰壳颗粒活性炭吸附预处理水中的雌激素24 h,得到去除水中雌激素的水;
所述的预处理水中雌激素为雌酮,雌酮的浓度为5 mg/L;
试验二中使用粒径为4 nm~100 nm的煤质颗粒活性炭吸附去除预处理水中雌激素的去除率为45%。
试验三:使用高锰酸钾去除水中雌激素的对比试验,具体是按以下步骤完成的:
向预处理的水中投加浓度为7 mg/L 的高锰酸钾,氧化去除预处理水中的雌激素2 h,得到去除水中雌激素的水;
所述的预处理水中雌激素为雌酮,雌酮的浓度为5 mg/L;
试验三使用高锰酸钾氧化去除预处理水中雌激素的去除率为61%。
试验四:使用过硫酸钠去除水中雌激素的对比试验,具体是按以下步骤完成的:
向预处理水中投加 2 mg/L的过硫酸钠,反应2 h,得到去除水中雌激素的水;
所述的预处理水中雌激素为雌酮,雌酮的浓度为5 mg/L;
试验四使用过硫酸钠去除预处理水中雌激素的去除率为3%。
试验二使用椰壳活性炭去除水中雌激素、试验三使用高锰酸钾去除水中雌激素和试验四使用过硫酸钠去除水中雌激素的去除率分别为45%、61%和3%,而试验一的去除率为92%,证明试验一对于去除预处理水中雌激素效果极佳。

Claims (10)

1.一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法是按以下步骤完成的:
一、将过硫酸钠与含有雌激素的预处理水混合,再在室温下和搅拌速度为160 r/min~250 r/min的条件下搅拌20 min~45 min,得到过硫酸钠和预处理水的混合溶液;
步骤一中所述的预处理水中雌激素的浓度为0.01~100 mg/L:
步骤一中所述的过硫酸钠的质量与预处理的水的质量比为1:(1000~10000);
二、调节反应pH值,在搅拌速度为150 r/min~200 r/min 的条件下使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1mol/L~100mol/L 的氢氧化钠溶液将过硫酸钠和预处理水的混合溶液的pH 值调节至6.5~7.5,得到调节pH 值后的过硫酸钠和预处理水的混合溶液;
三、制备磁性可见光催化剂:
①、将Fe3O4加入到质量分数为97%~99%乙二醇中,强烈磁力搅拌10 min,再使用超声波震荡仪震荡分散30 min,得到Fe3O4和乙二醇的混合溶液;
步骤三①中所述的Fe3O4的质量与质量分数为97%~99%的乙二醇溶液的体积比为(0.001g~10g):1 mL;
②、将硝酸铋和硝酸的混合溶液、钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液依次加入到Fe3O4和乙二醇的混合溶液中,磁力搅拌20min后,得到混合悬浊液;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液中硝酸铋的浓度为0.01-10 mol/L;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液中硝酸的浓度为0.1-10 mol/L;
步骤三②中所述的硝酸铋和硝酸的混合溶液与Fe3O4和乙二醇的混合溶液的体积比为(0.1-100):1;
步骤三②中所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液中钨酸钠的浓度为0.01-10 mol/L;
步骤三②在所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液中氢氧化钠的浓度为0.1-10 mol/L;
步骤三②中所述的钨酸钠和氢氧化钠的混合溶液与Fe3O4和乙二醇的混合溶液的体积比为(0.1-100):1;
③、使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1 mol/L~100 mol/L 的氢氧化钠溶液将混合悬浊液调节为特定pH值,再将混合悬浊液加入到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中,再将不锈钢高压反应釜密封,将密封后的不锈钢高压反应釜120℃~150℃下反应12h~48h,得到黄褐色固体;
步骤③中所述的混合悬浊液特定pH值为pH 1.0-7.0;
④、将黄褐色固体在离心速度为6500 r/min~8000 r/min下进行离心分离10min~30min,得到离心后的沉淀物质;分别采用去离子水和无水乙醇清洗离心后的沉淀物质各5次~10次,再在温度为-18 ℃~80 ℃下干燥6h~24h,得到磁性可见光催化剂;
四、投加磁性可见光催化剂并采用可见光照射混合溶液;
将磁性可见光催化剂投加到调节pH 值后的过硫酸钠和预处理水的混合溶液中,再使用可见光源照射混合溶液,反应时间10 min~240 min,得到含有磁性可见光催化剂的水;
步骤四中所述的磁性可见光催化剂的投加量为1 mg/L~200 mg/L;
步骤四中所述的可见光光源功率为300 W~1000 W;
五、采用外磁场分离磁性可见光催化剂:采用外磁场对含有磁性可见光催化剂的水进行分离,回收磁性可见光催化剂,再使用孔径为0.45μm的玻璃纤维膜对回收的磁性可见光催化剂进行过滤,再分别使用去离子水和无水乙醇对过滤后的磁性可见光催化剂分别各清洗5次~10次,再在温度为50℃~75℃下真空干燥12 h~48 h,得到再生后的磁性可见光催化剂和去除水中雌激素的水。
2.根据权利要求1所述的一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于步骤一中所述的预处理水中的雌激素为雌酮、雌二醇、己烯雌酚和双酚A中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于步骤一中所述的过硫酸钠的质量与预处理的水的质量比为1:(1000~5000)。
4.根据权利要求1所述的一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于步骤一中所述的过硫酸钠的质量与预处理的水的质量比为1:(5000~8000)。
5.根据权利要求1所述的一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于步骤三①中所述的超声波震荡仪的功率为100 W~1000 W。
6.根据权利要求1所述的一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于步骤三①种所述的Fe3O4的粒径为15 nm~500nm。
7.根据权利要求1所述的一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于步骤三①种所述的Fe3O4的粒径为500 nm~2000 nm。
8.根据权利要求1所述的一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于步骤四中所述的磁性可见光催化剂的投加量为1 mg/L~10 mg/L。
9.根据权利要求1所述的一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于步骤四中所述的可见光光源功率为10 W~1000 W。
10.根据权利要求1所述的一种利用过硫酸钠及磁性可见光催化剂去除水中雌激素的方法,其特征在于步骤五中所述的外磁场强度为0.01T~1T。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108483612A (zh) * 2018-03-21 2018-09-04 四川大学 一种利用还原性有机弱酸强化铁酸铋光催化还原六价铬的方法
CN108640249A (zh) * 2018-03-21 2018-10-12 四川大学 一种基于硼、钕改性软铋矿铁酸铋催化过硫酸盐去除水中残留内分泌干扰物的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104609607A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 四川大学 一种利用钴掺杂磁性氧化还原石墨烯协同过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法
CN105879890A (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 长沙学院 磁性复合光催化剂及其制备方法和应用
CN106140189A (zh) * 2016-07-06 2016-11-23 吉林化工学院 具有磁性Fe3O4@Bi2WO6可见光催化剂的制备方法
CN106140207A (zh) * 2016-07-04 2016-11-23 浙江工商大学 一种磁性可见光催化剂Fe3O4@Bi2O3‑BiOBr‑BiOI的制备及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104609607A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 四川大学 一种利用钴掺杂磁性氧化还原石墨烯协同过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法
CN105879890A (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 长沙学院 磁性复合光催化剂及其制备方法和应用
CN106140207A (zh) * 2016-07-04 2016-11-23 浙江工商大学 一种磁性可见光催化剂Fe3O4@Bi2O3‑BiOBr‑BiOI的制备及其应用
CN106140189A (zh) * 2016-07-06 2016-11-23 吉林化工学院 具有磁性Fe3O4@Bi2WO6可见光催化剂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YANG LIU ET AL.: "Feasible Oxidation of 17β-estradiol using persulfate activated by Bi2WO6/Fe3O4 under visible light irradiation", 《RSC ADVANCES》 *
申哲民: "《环境毒理学》", 31 December 2014, 上海交通大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108483612A (zh) * 2018-03-21 2018-09-04 四川大学 一种利用还原性有机弱酸强化铁酸铋光催化还原六价铬的方法
CN108640249A (zh) * 2018-03-21 2018-10-12 四川大学 一种基于硼、钕改性软铋矿铁酸铋催化过硫酸盐去除水中残留内分泌干扰物的方法

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