[發明專利]含銅吸附劑、制備方法及其在吸附水中四環素的應用

有效

• 申請號: 201810230211.2
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108393076B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 孔黎明;邱悅鋒;陳同賀;張麗麗;唐明虎
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/18;B01J20/20;C02F1/28;C02F103/34;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明公開了一種含銅吸附劑、制備方法及其在吸附水中四環素的應用，其步驟為：將銅鹽溶于水形成含銅的水溶液，在上述的水溶液中加入SBA?15介孔分子篩或活性炭，在攪拌條件下，調節混合液的pH達到5～7，將混合液于100～120℃下在密閉的晶化釜中水熱反應1.0～5.0h后，過濾、洗滌、干燥，得到銅負載的SBA?15或銅負載的活性炭吸附劑。本發明以比表面積大的SBA?15介孔分子篩或活性炭為載體，采用沉淀?水熱反應結合的方法，制備了活性組份為Cu(OH)₂均勻分散的含銅吸附劑，利用銅組份與四環素的配位絡合作用，對水中的四環素進行吸附，此吸附劑選擇性高，吸附容量大，操作條件溫和。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種含銅吸附劑、制備方法及其在吸附水中四環素的應用。

背景技術

抗生素廣泛應用于疾病防治、農業生產、畜牧及水產養殖等行業，我國是水產養殖業大國，為了防治魚類疾病和加快魚類生長、繁殖，廣泛而大量地使用了抗生素，由于動植物對于抗生素的吸收率和使用率很低，大部分抗生素被直接排出體外進入環境中，環境中殘留的抗生素可誘導微生物抗藥性的增強，并可通過食物鏈對人類的健康產生危害。目前，抗生素廢水的處理方法主要有生化法、氧化法以及吸附法等。由于抗生素廢水對微生物具有很強的抑制作用，生化降解性不理想。氧化法的處理成本通常比較高且產生新的氧化中間產物。吸附法具有操作條件溫和、應用范圍廣泛、不引入新的雜質、可以對廢水進行深度處理等優點而受到廣泛的研究。目前，以活性炭為主的吸附劑研究較多，也具有較好的吸附效果，但是由于實際水體中污染物種類較多，且抗生素濃度不高，活性炭在吸附選擇性以及吸附深度上還存在一些不足。

四環素是我國目前使用量最大的抗生素之一，四環素分子含有兩性官能團，其形態隨環境pH值而變化，分別呈現陽離子、兩性離子和陰離子三種形態，具有供電子基團。文獻（無機化學學報，2012，28（3）：453-458）在研究CuY分子篩吸附四環素時，認為四環素與交換到Y分子篩上的 Cu²⁺之間存在強烈的配位作用，有利于其在分子篩表面的吸附，但是由于離子交換的Cu²⁺有限，導致其吸附容量有限。專利（利用硫化銅吸附去除水中抗生素類污染物的方法，申請號：201310160020.0），公開了將硫化銅裝填在吸附床中，對廢水中抗生素類污染物吸附的方法，此方法在實際的廢水處理中將需要大量的硫化銅活性組份。吸附性能與吸附劑的比表面積有關，將活性組份高度分散在大比表面積的載體上既有利于減少活性組份的用量，也有利于提高活性組份與污染物的接觸，提高吸附效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含銅吸附劑、制備方法及在吸附水中四環素的應用。該吸附劑比表面積大，活性組份銅含量高且分散均勻，能夠選擇性絡合去除水中的四環素。

本發明的技術方案為：

一種含銅吸附劑，由如下步驟制備：將一定量的銅鹽溶于水形成含銅的水溶液，在上述的水溶液中加入SBA-15介孔分子篩或活性炭，在攪拌條件下，向上述混合液中滴加堿性水溶液，至混合液的pH達到5～7時停止滴加，將混合液于100～120℃下在密閉的晶化釜中水熱反應1.0～5.0h后，物質進行過濾、洗滌、干燥，得到Cu(OH)₂負載的SBA-15或Cu(OH)₂負載的活性炭吸附劑。

本發明是以SBA-15介孔分子篩或活性炭，通過滴加一定量的堿液在合適的pH范圍內，生成懸浮的Cu(OH)₂, 再通過水熱反應，將Cu(OH)₂均勻分散在載體上，從而制得活性較好的吸附四環素的吸附劑。若混合液的pH過低，則不能形成Cu(OH)₂；若pH過高，生成的Cu(OH)₂容易聚集成顆粒物，不利于在載體上均勻分散。

進一步的，所述的銅鹽為硝酸銅、氯化銅或乙酸銅中的任意一種。

進一步的，所述的堿性水溶液為氨水或氫氧化鈉溶液，且合適的堿液濃度范圍為20～30%，有利于準確調節混合液的pH。