[發明專利]一種利用納米零價鐵快速去除甲硝唑的方法及其應用

無效

• 申請號: 201010182670.1
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN101857295A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 方戰強;陳金紅;邱心泓;丘秀琪;黃華堅
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F1/70;C02F101/38
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明屬于環境化學領域，特別涉及一種利用納米零價鐵快速去除甲硝唑的方法及其應用。

背景技術

甲硝唑(metronidazole，MNZ)，俗稱滅滴靈，為臨床常用的硝基咪唑類抗生素之一，具有抗菌和消炎的作用，在中國和歐美各國得到廣泛應用，主要治療厭氧菌和原生動物如陰道毛滴蟲和賈第鞭毛蟲引起的感染。我國甲硝唑原料藥生產能力和產量較大，國內甲硝唑片劑生產企業有120多家，2000年的產量為27.93億片，2001年比上年壓產11％，產量為24.88億片，占我國片劑總量的0.4％。我國甲硝唑輸液生產廠有120多家，2000年產量1.31億瓶；2001年總產量增長到1.67億瓶，已占全國輸液產量的3.8％。近幾年，甲硝唑的生產企業、產量仍呈大幅增長趨勢。甲硝唑生產過程廢水量排放較大，如國內某甲硝唑生產排放廢水500m³/日，該廠每年廢水排放量高達18萬立方米。而全國百余家的甲硝唑生產企業，可知每年排放的甲硝唑廢水量是相當巨大的。且廢液中殘留的甲硝唑濃度較高，一般條件下甲硝唑殘余濃度為50-500mg/L。如此大量且高濃度的甲硝唑生產廢水如不進行有效的治理，將引起很大的危害。就甲硝唑廢水而言，該廢水在排入水體后，會通過食物鏈的富集作用進入人體，而對人體產生毒害作用。該抗生素對人體有多種毒副作用，尤其具有潛在致癌性和致遺傳變異作用。

此外，該抗生素還作為飼料添加劑到家禽和魚類飼料中，以驅除動物體內寄生蟲。由于此抗生素易溶于水，難生物降解，傳統的污水處理方法難以將其去除，導致其在生態環境中的蓄積，如其在動物體內，養殖場廢水，特別是在肉類加工廠廢水的積累。污水處理廠出水中甲硝唑藥物的濃度已達到引發人與生態環境逆向效應的水平。因此，甲硝唑等抗生素污染的處理技術受到了人們的廣泛關注。

目前甲硝唑的去除方法主要包括物理吸附法、光降解法、生物方法以及射線照射法，但是這些方法均有不足之處：物理吸附法只是單純地將廢水中的污染物富集分離，只是將污染物進行了轉移，并沒有把污染物降解去除，效果并不理想；光降解法中需要光作為催化動力，光催化劑如TiO₂存在回收困難等問題，不經濟；生物法處理時間長，效果緩慢；射線照射法是一種新的處理技術，但該技術的基建投資較大，所用輻照源也較貴，不經濟也不實際。因此，有必要尋找一種無需后續激發手段且其降解效率能夠滿足工程需要的技術來處理該類抗生素廢水的污染問題。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種利用納米零價鐵(nanoscale?zero-valent?iron，NZVI)快速去除甲硝唑的方法。

本發明的另一目的在于提供所述利用納米零價鐵快速去除甲硝唑的方法的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種利用納米零價鐵快速去除甲硝唑的方法，包含以下步驟：將含有甲硝唑的溶液的pH值調節為3～9，接著加入納米零價鐵，攪拌即可；

所述的納米零價鐵優選為粒徑為20～60nm的納米零價鐵；

所述的納米零價鐵優選通過液相化學還原法制備得到；

所述的納米零價鐵更優選通過包含以下步驟的制備方法得到：

(1)將含有鐵離子或亞鐵離子的鹽溶解于乙醇水溶液中，接著加入用量與鐵離子質量相等的聚乙烯吡咯烷酮(PVP?K-30)；

(2)然后將還原劑溶解于乙醇水溶液水，再按照還原劑與鐵鹽的摩爾數之比不小于2倍的化學計量比，將溶劑為乙醇水溶液的還原劑水溶液與步驟(1)最終得到的溶液混合，在氮氣的保護下攪拌進行反應；所用的乙醇水溶液中預先通氮氣去除溶液中的溶解氧；

所述的含有鐵離子或亞鐵離子的鹽優選為FeSO₄、FeCl₂、Fe₂(SO₄)₃或FeCl₃中的至少一種；

所述乙醇水溶液的濃度優選為含乙醇體積百分比為10％～50％；

所述的還原劑優選為NaBH₄、KBH₄或N₂H₂中的至少一種；

所述的納米零價鐵用量優選為每升含有甲硝唑的溶液中投放0.03～0.5g納米零價鐵；

所述攪拌的條件優選為180rpm，攪拌2～120min；

所述利用納米零價鐵快速去除甲硝唑的方法應用于去除污染環境的甲硝唑。

本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果：