[發(fā)明專利]一種組合多孔碳納米球基表面分子印跡濾料和超濾分子印跡膜的蒽環(huán)類抗生素廢水處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010012570.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111268814B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃啟飛;潘學(xué)軍;黃斌;胥志祥;何歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D69/12
• 分類號(hào): B01D69/12;C02F9/02;C02F101/34;C02F101/36
• 代理公司: 昆明同聚專利代理有限公司 53214
• 代理人: 張楊;張玉

1.一種組合多孔碳納米球基表面分子印跡濾料和超濾分子印跡膜的蒽環(huán)類抗生素廢水處理方法的應(yīng)用，其特征在于所述應(yīng)用在低濃度發(fā)酵液中的蒽環(huán)類抗生素的選擇性捕獲及發(fā)酵液中低濃度有害物質(zhì)的去除上的應(yīng)用；所述低濃度為10μg/mL；

所述組合多孔碳納米球基表面分子印跡濾料和超濾分子印跡膜的蒽環(huán)類抗生素廢水處理方法包括以下步驟：

（1）多孔碳納米球的制備：用葡萄糖為碳源，水熱法制備單分散多孔碳納米球，并用丙基三甲氧基硅烷對(duì)多孔碳納米球進(jìn)行硅烷化；

（2）多孔碳納米球基表面分子印跡復(fù)合濾料的制備：以硅烷化的多孔碳納米球?yàn)榛|(zhì)材料，表面枝接甲基丙烯酸功能單體，用熱引發(fā)聚合的方法，在多孔碳納米球表面合成識(shí)別蒽環(huán)類抗生素的分子印跡聚合物，并以二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯(lián)劑交聯(lián)于硅烷化的多孔碳納米球表面，得到多孔碳納米球基表面分子印跡復(fù)合濾料；

（3）分子印跡聚合物的制備：以蒽環(huán)類抗生素為模板分子，甲基丙烯酸為功能單體，三乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，熱引發(fā)聚合合成識(shí)別蒽環(huán)類抗生素的分子印跡聚合物；

（4）聚砜超濾膜鑄膜液的制備：聚砜為原料，N-甲基吡咯烷酮為載體，添加丙酮和聚乙烯吡咯烷酮，制備得到聚砜超濾膜鑄膜液；

（5）超濾分子印跡復(fù)合膜的制備：將所得蒽環(huán)類抗生素的分子印跡聚合物和聚砜超濾膜鑄膜液按照比例混合均勻，制備蒽環(huán)類抗生素分子印跡與聚砜超濾復(fù)合膜；

（6）蒽環(huán)類抗生素廢水的處理：先使用多孔碳納米球基表面分子印跡過(guò)濾器對(duì)水中的目標(biāo)蒽環(huán)類抗生素進(jìn)行初步吸附和截留，接著使用超濾分子印跡復(fù)合膜輔助吸附蒽環(huán)類目標(biāo)抗生素并去除其他污染物，實(shí)現(xiàn)廢水處理，同時(shí)通過(guò)反沖洗后的洗脫，回收目標(biāo)蒽環(huán)類抗生素；具體為先將預(yù)處理、pH調(diào)節(jié)至中性的蒽環(huán)類抗生素廢水通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器，去除水中的剩余懸浮物質(zhì)和大分子物質(zhì)；接著將廢水繼續(xù)經(jīng)過(guò)裝有多孔碳納米球基表面分子印跡復(fù)合濾料的過(guò)濾器，初步吸附截留目標(biāo)蒽環(huán)類抗生素，最后將廢水經(jīng)過(guò)裝有超濾分子印跡復(fù)合膜的過(guò)濾器，再次輔助吸附目標(biāo)蒽環(huán)類抗生素并濾除其他污染物，得到處理后的回用水，直接排出即可；過(guò)濾器中的過(guò)濾介質(zhì)先使用反沖洗水進(jìn)行沖洗，清除表面雜質(zhì)，反沖洗水返回預(yù)處理步驟或者pH調(diào)節(jié)步驟，經(jīng)過(guò)反沖洗的多孔碳納米球基表面分子印跡復(fù)合濾料和超濾分子印跡復(fù)合膜使用洗脫液洗脫后返回過(guò)濾器中重復(fù)使用，洗脫液統(tǒng)一收集即可提取蒽環(huán)類抗生素。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合多孔碳納米球基表面分子印跡濾料和超濾分子印跡膜的蒽環(huán)類抗生素廢水處理方法的應(yīng)用，其特征在于所述的蒽環(huán)類抗生素為鹽酸阿霉素、柔紅霉素、阿柔比星中的任一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合多孔碳納米球基表面分子印跡濾料和超濾分子印跡膜的蒽環(huán)類抗生素廢水處理方法的應(yīng)用，其特征在于步驟（1）中所述的單分散多孔碳納米球的制備方法具體為：以葡萄糖晶體為原料，采用水熱法，合成溫度為180℃，反應(yīng)時(shí)間28h，半成品于60℃供干，使用保護(hù)氣氛電阻爐，氬氣為保護(hù)氣，在電阻爐石英管內(nèi)800℃退火2h，得到成品多孔碳納米球；所述的硅烷化的具體步驟為：在乙醇和水體積比3：1的混合溶液，加入多孔碳納米球和1.5mL 丙基三甲氧基硅烷，用冰乙酸調(diào)節(jié)pH=5，混合系統(tǒng)65℃下水浴攪拌反應(yīng)2h以上，用乙醇洗滌，去除殘余丙基三甲氧基硅烷，后50℃真空干燥24h以上，得到表面硅烷化的多孔碳納米球。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合多孔碳納米球基表面分子印跡濾料和超濾分子印跡膜的蒽環(huán)類抗生素廢水處理方法的應(yīng)用，其特征在于步驟（2）中所述的多孔碳納米球基表面分子印跡復(fù)合濾料的制備具體為：硅烷化的多孔碳納米球，用氯仿作為溶劑，甲基丙烯酸為功能單體，再加入占甲基丙烯酸質(zhì)量6%的引發(fā)劑偶氮二異丁腈，超聲分散10min，充氮置換10min；升溫至70℃，恒溫回流12h以上；冷卻后用乙醇洗滌初產(chǎn)物，真空50℃干燥24h以上得到表面枝接甲基丙烯酸的多孔碳納米球；將0.5800g蒽環(huán)類抗生素鹽酸阿霉素，溶于10mL氯仿溶液中，加入0.1g表面枝接甲基丙烯酸的多孔碳納米球，恒溫?cái)嚢?0min，使模板鹽酸阿霉素分子與甲基丙烯酸充分作用；加入3mL交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯，50℃水浴回流10h以上，用體積比為9:1的甲醇/乙酸溶液洗脫模板分子，在50℃下烘干24h，得到多孔碳納米球基表面分子印跡復(fù)合濾料。