[發明專利]一種金屬有機骨架納米材料bio-MOF-11催化降解糖精和紐甜的方法

有效

• 申請號: 202010135915.9
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111470549B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 馬曉雁;朱麗丹;鄧靖;李青松
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/66;C02F1/02;B01J31/22;B01J37/10;C02F101/30
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 馮年群

本發明提供一種金屬有機骨架納米材料bio?MOF?11催化降解糖精和紐甜的方法。包括如下步驟：S1，制備bio?MOF?11；S2，制備降解體系；S3，向S2的降解體系中加入質量濃度為1g/L的bio?MOF?11形成混合物，使混合物建立吸附?脫附平衡；S4，向S3中所述混合物中加入質量濃度為10g/L的過硫酸鹽，所形成的溶液pH為3～10，將反應溫度保持于25℃，進行催化降解。金屬有機骨架納米材料bio?MOF?11催化降解糖精和紐甜對水環境中持久性人工甜味劑的快速降解，高濃度廢水生化性提高等具有重要意義。

技術領域

本發明涉及環境工程水處理技術領域，具體涉及一種金屬有機骨架納米材料bio-MOF-11催化降解糖精和紐甜的方法。

技術背景

糖精和紐甜是兩種常見人工甜味劑，廣泛應用于食品、飲料、藥物和個人護理品等領域，代替蔗糖的有機化合物。糖精和紐甜幾乎不被人體代謝，污水生物處理過程中降解效率不高，經污廢水排放進入水環境。糖精和紐甜應用時間長，使用規模大，在水環境中的分布具有污染范圍廣、污染水平高及持久性強等特征，被定義為新型污染物。人工甜味劑以微量的濃度在水環境中檢出，其生態毒性、在水處理過程中的轉化及其毒理學研究成為熱點問題之一，其存在可能會對生態系統和人類健康構成嚴重威脅。

糖精和紐甜易溶于水，具有較強的熱穩定性，傳統的水處理工藝混凝、沉淀、過濾和消毒等對其去除效果十分有限。深度處理技術如電Fenton、臭氧氧化、O₃/H₂O₂，O₃/UV-C，H₂O₂/UV-C的組合氧化技術可去除水中的人工甜味劑，高級氧化工藝是實現水環境中微量有機污染物快速降解的有效方法。

發明內容

催化過硫酸鹽是當前高級氧化水處理技術發展的重要方向之一。過硫酸鹽可通過熱、紫外光、過渡金屬和堿等活化產生氧化能力更強的(E₀＝2.5-3.1eV)和HO·(E₀＝2.7-2.8eV)，能夠氧化降解包括氯代烴、多環芳烴和苯系物等在內的多種持久性有機污染物。

本發明的目的在于提供一種金屬有機骨架納米材料bio-MOF-11催化降解糖精和紐甜的方法，該體系可實現對糖精和紐甜的快速高效降解。

本發明所采用的技術方案是：一種金屬有機骨架納米材料bio-MOF-11催化降解糖精和紐甜的方法，包括如下步驟：

S1，通過水熱反應制備bio-MOF-11；

S2，制備降解體系，所述降解體系由糖精、紐甜和水性介質組合；

S3，向S2的降解體系中加入質量濃度為1g/L的bio-MOF-11形成混合物，將混合物建立吸附-脫附平衡；

S4，向S3中所述混合物中加入質量濃度為10g/L的過硫酸鹽，所形成的溶液pH為3～10，將反應溫度保持于25℃，進行催化降解。

優選的，所述S1中水熱反應制包括如下步驟：

步驟1：先將0.9mmol乙酸鈷和2.7mmol腺嘌呤混合，溶解于72mLDMF，并劇烈攪拌30min以完全溶解，得到均一混合物；

步驟2：將得到的均一混合物傾倒至100mL的聚四氟乙烯內襯反應釜中，將該內襯反應釜密封在不銹鋼高壓釜中，放到120℃烘箱中加熱，保持恒溫進行水熱反應48h，得到反應物；

步驟3：待得到的反應物自然冷卻至室溫后，攪拌后離心處理，得到bio-MOF-11，并將產物置于60℃真空干燥箱內。

優選的，所述S2中糖精和紐甜在溶劑中的質量濃度為50mg/L。

優選的，所述S4中的過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀和過硫酸銨中的任意一種。