[發明專利]一種使用改性氧化石墨烯處理四環素和環丙沙星單一和復合污染水體的方法

在審

• 申請號: 201711178984.2
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107930607A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 李美芳;劉云國;舒鼎;劉少博;曾光明;胡新將;譚小飛;江盧華;劉妮;王勝凡
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J20/28
• 分類號: B01J20/28;B01J20/22;C02F1/28;C02F1/48;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
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1.一種二乙烯三胺五乙酸改性的磁性氧化石墨烯復合材料，其特征在于，所述復合材料以氧化石墨烯為基體，基體上均勻負載磁性納米粒子和二乙烯三胺五乙酸。

所述二乙烯三胺五乙酸改性的磁性氧化石墨烯復合材料的制備順序是先將磁性納米粒子負載在氧化石墨烯上，然后將二乙烯三胺五乙酸的表面官能團用EDC和NHS進行活化，再以二乙烯三胺為交聯劑對制備的磁性氧化石墨烯進行交聯。具體步驟如下：

(1)將5～6g石墨粉，4～6gK₂S₂O₈，4～6gP₂O₅和20～30mL的98％的H₂SO₄加入到1L三角燒瓶中，70～100℃水浴鍋中攪拌4～6h。冷卻至室溫，然后加入0.5～2L超純水稀釋并放置過夜。倒掉上清液，混合物過濾并用去離子水沖洗滌至中性。50～60℃下烘箱干燥得到預氧化石墨。將得到的預氧化石墨加入到三角燒瓶，再加入200～260mL98％H₂SO₄溶液中，邊攪拌邊加入4～6gNaNO₃，25～35gKMnO₄(高錳酸鉀用藥勺緩慢加入混合溶液中)，冰浴中攪拌反應3～6小時。然后將升溫到30～40℃下反應1～2.5小時，用滴瓶緩慢加入400～700mL超純水在90～100℃下反應1～2小時，混合液冷卻至室溫后，用1～2L去離子水稀釋，加入30～50mL30％H₂O₂繼續反應1.5～2.5小時。將得到的混合物用5～20％的HCl洗滌，然后用大量水洗滌至中性并加水定容，在25～60℃下超聲分散2～4小時得到氧化石墨烯水懸液；

(2)將180～220mL 0.1mol/L的氯化鐵和0.05mol/L的硫酸亞鐵混合溶液加入到180～220mL 3～10mg/mL氧化石墨烯中，在80～90℃水浴中加熱攪拌1～5分鐘，再加入100～200mL氨水，攪拌30～60min，磁性分離洗滌至中性；

(3)在0.2～0.6g二乙烯三胺五乙酸(氨水助溶)的水溶液中加入0.1～0.5g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)和0.1～0.5g N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，室溫下持續攪拌1～3小時，然后加入10～30mL二乙烯三胺和上述步驟制得的磁性氧化石墨烯，混合溶液在60～90℃的水浴鍋中持續攪拌4～8h。得到的產物冷卻至室溫，用去離子水洗滌至中性后即得到所述的二乙烯三胺五乙酸改性的磁性氧化石墨烯復合材料。

2.一種如權利要求1所述的二乙烯三胺五乙酸改性的磁性氧化石墨烯復合材料的用途，其特征在于，用所述復合材料處理四環素和環丙沙星單一和復合污染廢水。

3.根據權利要求2所述的用途，其特征在于，所述復合材料在廢水中用量為0.1～10g/L。

4.根據權利要求2所述的應用，其特征在于：所述吸附反應的pH值為2.0～10.0，反應時間為1～36小時，所述反應溫度為10～50℃。

5.根據權利要求2所述的應用，其特征在于：單一抗生素污染水體的濃度為50mg/L，復合污染中兩種抗生素濃度分別為50mg/L和0-20mg/L。