本發明涉及環境水體處理的高級氧化，具體為一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法。

背景技術：

1、隨著工業化和城市化的快速發展，藥物類污染物在水環境中的濃度顯著增加，成為全球環境污染的重要問題之一。對乙酰氨基酚(acetaminophen，簡稱apap)作為一種廣泛使用的非處方解熱鎮痛藥，其在醫療廢水、工業廢水和生活污水中的殘留日益嚴重。apap具有良好的水溶性和穩定性，導致傳統的物理吸附、化學氧化和生物降解方法難以有效去除，進而在水體中長期存在，對水生生物和人類健康構成潛在威脅。研究表明，apap在水體中不僅可能引發內分泌失調和肝腎損傷，還可能通過其降解產物進一步加劇環境風險。

2、當前，去除水中apap的方法主要包括：

3、物理吸附：如使用活性炭和沸石等材料。盡管吸附過程簡單，但吸附劑的再生和處理增加了成本，且無法實現徹底降解，存在二次污染風險。

4、化學氧化：包括臭氧氧化、氯化氧化和高級氧化工藝(aops)。化學氧化法反應往往條件苛刻，能耗高，部分方法可能產生有毒副產物，影響環境安全。

5、生物降解：利用微生物降解apap。然而，apap在高濃度下對微生物具有毒性，且降解過程緩慢，效果有限。

6、鑒于上述方法的局限性，開發高效、綠色且可持續的apap去除技術成為亟待解決的課題。高級氧化工藝(aops)因其能夠產生高活性的氧自由基而備受關注，具有氧化能力強、反應速度快和廣譜性好的優點。常見的aops包括fenton反應、光催化氧化、電化學氧化和臭氧氧化等。

7、近年來，過硫酸鹽作為一類新型氧化劑在aops中顯示出優異性能。過硫酸鹽包括過一硫酸鹽(pms)和過二硫酸鹽，過硫酸鹽具有低毒、價格低廉、易于操作等優點且具有單電子氧化的特性,基于過硫酸鹽的高級氧化技術在治理環境污染方面具有重要作用，但是現有技術中用于激活pms降解污染物的方法普遍存在著如下缺點：①需要過量的能量/化學投入；②負載金屬的催化劑可能會對環境造成二次污染，不適合實際應用；③紫外光在太陽光譜中占比比可見光少，限制了紫外光活化pms策略的實際應用。

8、腐植酸(humic?acid，ha)作為天然存在于水環境中的有機物，具有豐富的功能基團(如羧基和酚羥基)，能夠與多種金屬離子和有機物發生絡合反應，表現出良好的吸附重金屬離子和光敏化轉化有機物的性能。開發腐植酸作為光敏劑有效激活pms，生成高活性氧自由基，實現有機污染物的高效降解，利用腐植酸環境友好的優勢避免了傳統過渡金屬催化劑可能引入的二次污染問題，符合綠色環保的要求。

9、因此，開發一種基于可見光激發腐植酸活化pms的新型aops體系，優化反應條件，提升apap的去除效率，同時保持系統的綠色環保特性和經濟可行性，具有重要的應用前景。

技術實現思路

1、針對現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，以解決上述背景技術中提出的問題，本發明腐植酸活化pms的類芬頓反應產生羥基自由基等強氧化性物質，高效去除水中對乙酰氨基酚，相比于傳動活化pms技術，本發明不需要加入金屬催化劑，利用可見光的能量，不需要熱、電、紫外光等其他能量輸入或堿等化學品投入，更加綠色。為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，該方法通過利用可見光激發腐植酸活化pms的類芬頓反應產生羥基自由基強氧化性物質，用于去除水中對乙酰氨基酚，在該體系中腐植酸對有機污染物具有光催化活性，所述腐植酸用于激發pms產生反應活性物質，在光照下產生大量的活性氧，與有機污染物apap反應，加速有機污染物的降解，其中活化pms產生的反應活性物質主要是單線態氧，還包括超氧陰離子、羥基自由基等。

2、進一步的，還包括對該方法的驗證過程，包括以下步驟：

3、步驟一、將提純后的腐植酸和pms加入到含有對乙酰氨基酚的水樣中，將其置于可見光照射下反應；

4、步驟二、將所述步驟一中的樣品離心或過濾處理，取上清液或濾液進行分析；

5、步驟三、將所述步驟二中離心或過濾后的溶液加等體積甲醇淬滅未反應的pms，再將該溶液采用高效液相色譜法進行分析，通過標準曲線測定對乙酰氨基酚的濃度。

6、進一步的，所述步驟一中的光照條件為：光源為460nm-465nm的中心波長的藍光led(功率18w)。

7、進一步的，所述高效液相色譜的測定條件為：采用高效液相色譜-紫外檢測器分析樣品中的目標組分，色譜柱為zorbax?sb-c18色譜柱(150mm×4.6mm，5μm)。

8、進一步的，流動相：a液為乙酸銨水溶液(10mmol/l)，b液為色譜級甲醇，且乙酸銨水溶液與甲醇的體積比為8:2，另外流動相中加入0.2％三氟乙酸改善apap色譜峰的脫尾。

9、進一步的，所述高效液相色譜的測定條件還包括：流速為1.0ml/min；柱溫為25℃；進樣量為20μl；檢測波長(dad信號)：254nm；對乙酰基氨基苯酚的保留時間約為4min；并采用外標法定量分析。

10、進一步的，所述步驟一還包括對腐植酸粗品進行提純處理，所述腐植酸的提純包括以下流程：稱取腐植酸后加入naoh，加熱并攪拌，過濾除去不溶性雜質，冷卻至常溫。

11、進一步的，過濾后的腐植酸溶液中加濃鹽酸調節ph值，得到絮狀沉淀，靜置；待沉淀聚集，放入離心機離心處理，棄去上清液，得到不含黃腐酸的純化腐植酸。

12、進一步的，純化后的腐植酸凍干，制備成腐植酸母液在冰箱中儲存待用；步驟三通過反應前后的濃度變化計算對乙酰氨基酚在不同反應時間的殘留率(ct/c0)。

13、進一步的，還包括對最優反應條件的確定：在該催化體系中使用磷酸緩沖調節溶液的ph值，可見光照射ha活化pms降解apap的效果在在酸性下活性最好，堿性下活性減弱，中性下保持良好的活性。

14、本發明的有益效果：

15、1.該基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法通過在體系中加入合適的光敏化劑以促進pms的活化，以期促進底物的降解。吸收可見光后被激發了的腐植酸可以激發pms產生反應活性物質氧化apap，這些活性氧化物質包括單線態氧、超氧陰離子和羥基自由基等。利用腐植酸在可見光激活pms并降解apap是一種綠色、高效的方法，具有很高的現實應用性。

16、2.該基于腐植酸可見光活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法利用腐植酸活化pms產生單線態氧等氧化性物質，高效去除水中對乙酰氨基酚，不需要加入金屬催化劑，利用可見光的能量，不需要熱、電、紫外光等其他能量輸入或堿等化學品投入，綠色高效。

技術特征：

1.一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，其特征在于，該方法利用可見光照射下的腐植酸活化pms發生分解反應產生單線態氧等氧化性物質，用于去除水中對乙酰氨基酚，在該體系中腐植酸具有可見光下的光敏活性，光激發后的腐植酸可以敏化pms產生反應活性物質，如大量的活性氧，與有機污染物apap反應，使apap快速降解，整個過程中的反應活性物質主要為單線態氧、還包括超氧陰離子和羥基自由基等。

2.根據權利要求1所述的種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，還包括對該方法的驗證過程，包括以下步驟：

3.根據權利要求2所述的一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，其特征在于，所述步驟一中的光照條件為：光源為460nm-465nm中心波長的藍光led(功率18w)。

4.根據權利要求2所述的一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，其特征在于，所述高效液相色譜的測定條件為：采用高效液相色譜-紫外檢測器分析樣品中的目標組分，色譜柱為zorbax?sb-c18色譜柱(150mm×4.6mm，5μm)。

5.根據權利要求4所述的一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，其特征在于，流動相：a液為乙酸銨水溶液(10mmol/l)，b液為色譜級甲醇，且乙酸銨水溶液與甲醇的體積比為8:2，另外流動相中加入0.2％三氟乙酸改善apap色譜峰的脫尾。

6.根據權利要求5所述的一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，其特征在于，所述高效液相色譜的測定條件還包括：流速為1.0ml/min；柱溫為25℃；進樣量為20μl；檢測波長(dad信號)：254nm；對乙酰基氨基苯酚的保留時間約為4min；并采用外標法定量分析。

7.根據權利要求2所述的一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，其特征在于：所述步驟一還包括對腐植酸粗品進行提純處理，所述腐植酸的提純包括以下流程：稱取腐植酸后加入naoh，加熱并攪拌，過濾除去不溶性雜質，冷卻至常溫。

8.根據權利要求7所述的一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，其特征在于：過濾后的腐植酸溶液中加濃鹽酸調節ph值，得到絮狀沉淀，靜置；待沉淀聚集，放入離心機離心處理，棄去上清液，得到不含黃腐酸的純化腐植酸。

9.根據權利要求8所述的一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，其特征在于：純化后的腐植酸凍干，制備成腐植酸母液在冰箱中儲存待用；步驟三通過反應前后的對乙酰氨基酚濃度變化計算其在不同反應時間的殘留率(ct/c0)。

10.根據權利要求9所述的一種基于可見光激發腐植酸活化pms去除水中對乙酰氨基酚的方法，其特征在于，還包括對最優反應條件的確定：在該催化體系中使用磷酸緩沖調節溶液的ph值，可見光照射腐植酸活化pms降解apap的效果在在酸性下活性最好，堿性下活性減弱，中性下保持良好的活性。

技術總結
本發明提供一種基于可見光激發腐植(HA)酸活化過一硫酸鹽(PMS)去除水中對乙酰氨基酚(APAP)的方法，該方法通過利用腐植酸活化PMS的產生單線態氧等氧化性物質，用于去除水中對乙酰氨基酚，在該體系中腐植酸具有可見光下的光敏活性，光激發后的腐植酸可以活化PMS分解產生大量活性氧物質，加速APAP的降解，也可以通過自身光敏化去除APAP。腐植酸活化PMS產生的反應活性物質主要是單線態氧，還包括超氧陰離子、羥基自由基等。本發明利用可見光激發腐植酸活化PMS降解有機污染物APAP大大提高了PMS氧化劑的效率，具有很高的現實應用性。PMS活化試劑是環境水體中常見的有機物組分腐植酸，其具有較好的環境安全性，避免了傳統的過渡金屬基PMS活化劑的使用。

技術研發人員：周馳,苗滕,葉艷,周念來,張航,張藝,楊子欣
受保護的技術使用者：湖北省水利水電科學研究院
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28