[發明專利]一種Z型磁性離子印跡光催化劑的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201810831102.6
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109046467B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 逯子揚;何凡;宋旼珊;吳向陽;劉馨琳;彭嘉藝;于澤惠;周國生
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/30;C02F1/70;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30
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本發明屬于環境材料合成技術領域，具體涉及一種Z型磁性離子印跡光催化劑的合成方法；具體步驟：將羧化的CoFe₂O₄加入到二甲亞砜中，機械攪拌，加入POPD，超聲，加入Cu(NO₃)₂·3H₂O、EGDMA和AIBN，超聲，將溶液轉移到石英玻璃燒瓶中，加入P123，置于微波反應儀中，攪拌，洗滌，真空干燥得到固體產物；然后，去除P123，用EDTA洗脫銅離子，磁鐵分離，漂洗、干燥得到產物；本發明的材料可以選擇性地還原銅離子并同步降解四環素，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于環境材料合成技術領域，具體涉及一種Z型磁性離子印跡光催化劑的合成方法，及其選擇性還原Cu²⁺并同步光催化降解四環素的研究。

背景技術

如今，資源問題受到社會各界的密切關注，使用有效且經濟的方法來實現資源的再利用是有效節約資源的關鍵。此外，環境污染問題也日趨嚴重，眾所周知，水環境中存在的最嚴重的污染物是殘留的抗生素和重金屬離子等。四環素是一種常見的抗生素，在人們的日常生活中被廣泛使用，然而，濫用四環素不僅會造成大量殘留污染物排放到水體中，導致對水環境的負面影響，還會抑制許多水處理的進展。不僅如此，水中的銅污染是重金屬污染之一，當水體受到銅污染時，銅將以離子的形式存在，不易被去除，從而通過食物鏈在體內富集進入人體，引起急性中毒。而銅單質有對于人們的日常生活有著密不可分的聯系，因此考慮到銅的價值和四環素對環境的污染，選擇性地還原銅離子并有效降解四環素具有了十分重要的研究意義。因此，設計能夠同時選擇性地還原銅離子并降解水中四環素的材料具有挑戰性和創新性。

光催化技術由于其節能、環保和低成本等優點被認為是一種有效的環境保護解決方案。光催化降解方法將抗生素氧化成生物毒性較小且易生物降解的物質，甚至將它們轉化為無害化合物。光催化還原方法可以將高價態高毒性的金屬離子還原為低價態的離子或對應單質，在毒性方面可以使其得到有效控制，在資源方面，可以有效地變廢為寶，產生對人類生產、生活有價值的物質。目前光催化領域設計的光催化劑種類繁多，但都存在光催化效果差、光穩定性差、光響應區間短和光生電子空穴易復合等缺陷。

另一方面，為了選擇性還原銅離子，首先需要實現在眾多離子中選擇性地將其吸附，從而引入了離子印跡技術。 離子印跡技術是分子印跡技術的延伸，它是一種利用模板離子在大分子基質中產生識別位點的技術，在離子印跡聚合物中，大量為模板離子設計的印跡空穴均勻分布，這些空穴與模板離子的形狀、大小和官能團一致。 因此，離子印跡聚合物對模板離子具有特定的離子識別能力和較高的結合親和力。

在過去的幾年中，光催化劑作為處理水中有機污染物和重金屬離子，離子印跡聚合物作為模板離子的選擇性吸附劑的研究受到了廣泛關注，利用光催化的機理同時實現對有機物的降解和重金屬離子的還原極具意義；然而，光催化和離子印跡技術的有效結合實現在復雜的水環境中處理多種污染物并還原重金屬的研究還鮮有報道。此外，據我們所知，使用光催化技術和離子印跡技術來選擇性還原重金屬離子并同步有效降解抗生素殘留是前所未有的。因此，在復雜的水污染處理中，制備一種能夠同時選擇性還原銅離子并降解水中四環素的材料具有廣闊的前景和實用性。

發明內容