[發明專利]利用二維、氮摻雜納米多孔碳材料處理吸附處理水體抗生素的方法

在審

• 申請號: 202010937578.5
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112023882A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 彭詩陽;李威;蔡紅春;朱娟;陳榮
• 申請（專利權）人: 湖南鑫恒環境科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;C01B32/318;C01B32/348;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/38
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本發明公開了一種利用二維、氮摻雜納米多孔碳材料吸附處理水體中抗生素的方法，包括以下步驟：將二維、氮摻雜納米多孔碳材料與抗生素廢水混合進行振蕩吸附，完成對抗生素廢水的吸附去除；二維、氮摻雜納米多孔碳材料包含氮原子和納米多孔碳，氮原子摻雜在納米多孔碳中。本發明二維、氮摻雜納米多孔碳材料可以實現抗生素廢水的高效吸附去除，該方法的處理工藝簡單、操作便捷，對設備要求不高、處理成本相對較低，并且吸附去除效果好、處理效率高，材料可重復利用、無二次污染，作為可以被普遍使用而且能高效吸附去除抗生素的處理方法，在實際應用中具備較高的應用潛力和商業前景。

技術領域

本發明屬于抗生素廢水處理領域，涉及一種吸附處理水體中抗生素的方法，具體涉及一種利用二維、氮摻雜納米多孔碳材料吸附處理水體中抗生素的方法。

背景技術

抗生素的出現與使用對人類以及其它生物在疾病的預防和治療方面具有重要意義。然而，隨著生產技術的提高，抗生素大規模產出，抗生素在日常生活和生產中被普遍使用，造成了抗生素的濫用，大量的抗生素進入環境中，引起各種環境問題。環境中的抗生素可通過各種途徑進入人體等其它生物體內，引起生物體機體功能或組織結構的改變，如造成內分泌紊亂、毒害肝臟器官等。因而對水體中抗生素的去除顯得尤為重要。但由于抗生素較低的生物可降解性和分子結構的復雜性，去除水體中的抗生素較為困難，此外傳統的污水處理工藝也無法做到對抗生素的有效去除。因此，如何綠色高效地去除水體中抗生素也成為了學術關注熱點之一。

與生物降解、高級氧化、電化學降解、光催化降解、膜過濾等技術相比較，吸附方法具有成本低、操作簡單、無二次污染等優勢，是實際應用中一種非常有競爭力的方法，因而開發和制備高效的吸附劑具備較高的應用與商業價值。多孔碳材料憑借其大的比表面積、高孔隙度以及高的化學和熱穩定性，被廣泛應用于吸附領域。然而傳統碳材料自身孔徑以及結構無法精確設計調節等限制其進一步的應用。金屬有機骨架(MOFs)是一類由金屬離子或離子簇與有機配體自組裝形成的多孔性材料，具有孔隙率高、比表面積大、結構多樣等特性。將MOFs材料煅燒獲得的碳材料，可在一定程度上保留MOFs材料結構、孔徑方面的優勢，使得MOFs衍生碳材料表現出優異的性能。但煅燒過程也會對材料骨架結構以及性能方面造成一定的影響，因此，如何進一步改善MOFs衍生多孔碳材料在一些性能方面存在的不足，獲得吸附性能好、孔隙度更高、比表面積更大的多孔碳材料以及獲得一種具有操作方便、合成簡單、使用原料種類少等優勢的多孔碳材料制備方法，對于提高多孔碳材料在抗生素廢水處理中的應用范圍具有相當重要的意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種處理工藝和吸附設備簡單、操作方便、成本低、吸附容量大、吸附速度快、重復利用率高、清潔無污染的利用二維、氮摻雜納米多孔碳材料吸附處理水體中抗生素的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種利用二維、氮摻雜納米多孔碳材料處理抗生素廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：將二維、氮摻雜納米多孔碳材料與抗生素廢水混合進行振蕩吸附，完成對抗生素廢水的吸附處理；所述二維、氮摻雜納米多孔碳材料包含氮原子和納米多孔碳，氮原子摻雜在納米多孔碳中。

上述的方法，進一步改進的，所述二維、氮摻雜納米多孔碳材料的比表面積為644.12m²/g～2195.57m²/g。

上述的方法，進一步改進的，所述的二維、氮摻雜納米多孔碳材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將六水合硝酸鋅、二甲基咪唑分別溶解于溶劑水中，混合攪拌，干燥，得到前驅體ZIF-L；

S2、將步驟S1中的前驅體ZIF-L進與氯化鉀溶液混合攪拌，干燥，得到氯化鉀混合的ZIF-L材料；

S3、將步驟S2中的氯化鉀混合的ZIF-L材料于氮氣保護下高溫煅燒，得到二維、氮摻雜納米多孔碳材料。