[發(fā)明專(zhuān)利]一種氮摻雜多孔炭去除抗生素吸附劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910093731.8
• 申請(qǐng)日: 2019-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109692665B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔令濤;張開(kāi)勝;陳希凡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中霖中科環(huán)境科技（安徽）股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/20
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/38
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 張清彥

發(fā)明公開(kāi)了一種氮摻雜多孔炭去除抗生素吸附劑的制備方法，以尿素、氨基三乙酸鈉與羥丙基甲基纖維素等為原料，利用高溫固相反應(yīng)獲得一種氮摻雜多孔炭材料。步驟為：a）尿素、氨基三乙酸鈉及羥丙基甲基纖維素的分別干燥處理，并研磨成細(xì)小顆粒；b）尿素、氨基三乙酸鈉及羥丙基甲基纖維素充分混合后高溫固相聚合反應(yīng)。該方法制得的氮摻雜多孔炭具有較大的比表面積和較高的親水性，可以增強(qiáng)對(duì)水中抗生素的吸附處理效果，從而使該材料能夠有效的應(yīng)用于抗生素廢水處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氮摻雜多孔炭去除抗生素吸附劑的制備方法，獲得的材料可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水中抗生素的有效去除，屬于環(huán)境處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

抗生素是在低濃度下就能選擇性地抑制某些生物生命活動(dòng)的微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物，及其化學(xué)半合成或全合成的衍生物。抗生素對(duì)病原微生物具有抑制或殺滅作用，是防治感染性疾病的重要藥物。抗生素類(lèi)藥物存在已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間，人們廣泛使用抗生素類(lèi)藥物并不斷研究新的分析技術(shù)，直到20世紀(jì)90年代中期，抗生素在生態(tài)環(huán)境中的大量存在才開(kāi)始成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。人類(lèi)向環(huán)境中排放的大量抗生素會(huì)給海洋和陸地上的各種生物帶來(lái)潛在的危害，因?yàn)榧词馆^低濃度的抗生素也會(huì)影響細(xì)菌的數(shù)量。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年抗生素原料生產(chǎn)量超高21萬(wàn)噸，其中有9.7萬(wàn)噸（占年總產(chǎn)量的46.1%）用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)。此外，我國(guó)目前使用和銷(xiāo)售量列在前15位的藥品中有10種是抗菌類(lèi)藥物，醫(yī)院抗生素的使用率在67%-82%。然而，在治療人類(lèi)和畜禽疾病以及促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)的過(guò)程中，85%以上的抗生素以原藥或代謝產(chǎn)物的形式被排出體外，最終進(jìn)入生態(tài)環(huán)境，迫切需要發(fā)展抗生素高效低成本處理技術(shù)。傳統(tǒng)的去除抗生素方法有活性污泥生物處理法、氯化法、高級(jí)氧化法、電化學(xué)處理法、膜分離法和吸附法。相比其他技術(shù)，吸附法技術(shù)成熟、成本低廉、操作簡(jiǎn)單，因此吸附法在目前被廣泛應(yīng)用并被作為一種高效去除水中抗生素的技術(shù)。

活性炭是一種便宜可大量生產(chǎn)的吸附材料，常被用來(lái)吸附處理各種有機(jī)污染物，但由于活性炭一般都是疏水性基質(zhì)，對(duì)疏水性污染物的去除效率較高，而大多數(shù)抗生素都是有親水性，不利于活性炭的吸附，因此，制備親水性活性炭可以有效提高對(duì)抗生素的吸附。本發(fā)明就是基于上述考慮，制備出一種親水性氮摻雜多孔炭，實(shí)現(xiàn)對(duì)四環(huán)素、阿莫斯林、磺胺等多種抗生素的高效去除。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種氮摻雜多孔炭去除抗生素吸附劑的制備方法，以尿素、氨基三乙酸鈉與羥丙基甲基纖維素為原料，利用高溫固相反應(yīng)獲得一種氮摻雜多孔炭材料。該材料具有較大的比表面積和較高的親水性，可以有效增強(qiáng)對(duì)水中抗生素的吸附處理效果，從而使該材料能夠有效的應(yīng)用于抗生素廢水處理。

材料的合成過(guò)程包括以下步驟：

（1）將一定量的尿素置于烘箱中一定溫度下干燥一定時(shí)間后研磨成細(xì)小顆粒；

（2）將一定量的氨基三乙酸鈉置于烘箱中一定溫度下干燥一定時(shí)間后研磨成細(xì)小顆粒；

（3）將一定量的羥丙基甲基纖維素置于烘箱中一定溫度下干燥一定時(shí)間后研磨成細(xì)小顆粒；

（4）將干燥研磨后的尿素、氨基三乙酸鈉與羥丙基甲基纖維素按一定比例混合并研磨均勻，后放置高溫爐中，以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣高溫反應(yīng)。反應(yīng)完成后冷卻至室溫，用去離子水洗滌、干燥，得到氮摻雜多孔炭。

步驟（1）中尿素在烘箱中的干燥溫度為60～80oC，時(shí)間3～4小時(shí)，研磨成小顆粒粒徑為0.1～0.2mm；

步驟（2）中氨基三乙酸鈉在烘箱中的干燥溫度為60～80oC，時(shí)間3～4小時(shí)，研磨成小顆粒粒徑為0.1～0.2mm；

步驟（3）中羥丙基甲基纖維素在烘箱中的干燥溫度為60～80oC，時(shí)間3～4小時(shí)，研磨成小顆粒粒徑為0.1～0.2mm；

步驟（4）中尿素、氨基三乙酸鈉與羥丙基甲基纖維素按照質(zhì)量比為2：0.5～1：1～2的比例進(jìn)行混合；