[發明專利]一種光與金屬有機框架聯合催化過氧化鎂降解抗生素的方法

在審

• 申請號: 201810764435.1
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108906126A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 周彥波;王騰澔;楊源;楊強;李耀悅;程光;陸建
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;B01J31/22;C02F1/30;C02F1/72;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種光與金屬有機框架（MOFs）聯合催化過氧化鎂的方法來降解水體中抗生素污染物，可以應用于含抗生素廢水的處理，屬于水污染控制領域。該方法主要利用MOFs材料和光聯合催化過氧化鎂產生自由基來降解水體中的抗生素，MOFs主要以金屬離子為中心體，有機化合物作為配體。本發明的方法有以下幾大優勢：（1）制備的MOFs材料可吸附水體有機污染物，其中的金屬離子可以催化過氧化鎂產生自由基去除污染物；（2）利用光能催化過氧化鎂進一步加快產生自由基降解污染物，在節能環保條件下高效去除水體中有機污染物；（3）材料可多次重復利用，操作容易，易于回收金屬離子，避免了傳統Fenton和類Fenton體系過程中產生的金屬離子超標的情況，減少二次污染。

技術領域

本發明屬于環境工程中的水污染控制領域，涉及一種光與金屬有機框架（MOFs）共同催化過氧化鎂降解水中抗生素的方法，利用MOFs材料吸附水體中的有機污染物，同時利用MOFs材料與光聯合催化氧化過氧化鎂的過程以生成自由基降解有機物的應用方法。

技術背景

隨著醫學的進步和發展，以及藥物使用的增加，藥物排水造成的水污染問題日趨嚴重，成了世界性的頭號環境治理難題。而抗生素，是醫藥廢水污染引起水體污染的最重要的成分。它含污染物種類多，成分復雜，分布廣泛，排放后滲入地下與地下水混合，如何凈化，處理是一大難題。傳統的治理方式如化學電解法、膜法、生物法、活性吸附法、光催化法等一系列方法。上述或多或少地存在相應缺陷，如微生物新陳代謝受到抑制、成本過高、操作要求高、容易二次污染等問題。因此研究出有效的污染物去除方法具有重要意義。

現發明一種方法，利用光與金屬有機材料（MOFs）聯合催化過氧化鎂來降解水體中的抗生素，對醫藥廢水中的抗生素進行有效去除。本發明利用MOFs材料的吸附能力，以及MOFs材料中的金屬離子，聯同自然光或人造光源照射共同催化過氧化鎂，產生自由基來降解抗生素污染物。

其中金屬有機框架（MOFs）是一種新興材料，是由金屬離子或金屬簇與多功能的有機配體通過配位鍵自組裝形成的一類具有網絡結構的配位聚合物。MOFs材料具有比面積大、金屬位點多、孔隙率高等優點，制備得到的MOFs材料兼備吸附能力和優良的光催化能力，其構建單元簇為光催化反應發生提供了大量的活性位點，増大了光生載流子與被吸附底物的接角生幾率，有利于顯著提高可見光催化活性。在光驅動下，MOFs材料可快速降解有機污染物，形成高效的光催化反應體系。此外MOFs材料本身具有大的比表面積以及發達、可調的孔隙結構。因此能對污染物有高吸附能力。

通過利用MOFs材料構造光與MOFs聯合催化過氧化鎂方法來降解磺胺，避免了傳統Fenton體系過程中產生的大量金屬絮凝污泥造成二次污染等問題。又可應用于處理不同有機污染物濃度的工業、醫用水體環境。相較于其他對工業廢水有機物處理方法，本方法兼具高級氧化和吸附功能，對水體污染物有極大的清除能力，并且可重復利用，操作容易，不產生二次污染。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，開發了一種將光與MOFs聯合催化過氧化鎂的方法來降解水體中抗生素。利用MOFs材料的催化能力使得過氧化鎂生成氧化自由基以及MOFs材料的大表面積和孔隙率對于有機物的吸附能力。

一種光與金屬有機框架（MOFs）聯合催化過氧化鎂來降解水體中抗生素的方法，利用MOFs材料的吸附能力，以及MOFs材料中的金屬離子，聯同自然光或人造光源照射共同催化過氧化鎂，產生自由基倆降解抗生素污染物。