[發(fā)明專利]一種用于催化活化過一硫酸鹽的MOFs衍生物的制備方法

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• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112521622A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏健;敖蒙蒙;宋永會;熊兆錕;賴波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J31/22;C02F1/72;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 北京棧橋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11670
• 代理人: 余柯薇

本發(fā)明公開了一種用于催化活化過一硫酸鹽的MOFs衍生物的制備方法，具體包括：備料；將Zn(NO₃)₂·6H₂O、FeSO₄·7H₂O混合后溶于甲醇中得到第一待處理混合液；將2?MeIM溶于甲醇中得到第二待處理混合液；分別對第一待處理混合液、第二待處理混合液進(jìn)行超聲處理，然后混合，磁力攪拌后再將混合物溶液密封在室溫下靜置24～30h；離心分離、洗滌、真空干燥得到前驅(qū)粉末；煅燒、冷卻、酸洗處理，再將pH洗滌至中性后真空干燥處理后得到催化劑——MOFs衍生物；本發(fā)明制備方法采用靜置法具備較高的安全性，并且整體工藝較為簡便，成本較低；所采用的原料中鐵元素的添加量較少，在后期的水處理中無二次污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水催化劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于催化活化過一硫酸鹽的MOFs衍生物的制備方法。

背景技術(shù)

催化活化過一硫酸鹽(PMS)是當(dāng)前高級氧化水處理技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，發(fā)展高性能的PMS活化催化劑是這一方向的核心。

PMS的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為1.82V，PDS的標(biāo)準(zhǔn)氧化電位達(dá)到了2.01V，所以其本身也具有氧化性。但是在常溫條件下，氧化速率較慢，所以過硫酸鹽對有機(jī)污染物的氧化作用不大，通過活化PS產(chǎn)生SO_4-，才能高效地氧化降解有機(jī)污染物。常見的活化方式有光活化、熱活化、過渡金屬活化以及鐵或鐵改性催化劑活化等。

由于現(xiàn)在的醫(yī)藥行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要支柱產(chǎn)業(yè)，醫(yī)藥產(chǎn)品與其他消費(fèi)品相比價(jià)格彈性偏低，消費(fèi)者需要也比較穩(wěn)定，并且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而增加，不易受到突發(fā)性和偶然性因素的影響，因此醫(yī)藥行業(yè)是一個(gè)穩(wěn)定增長的朝陽行業(yè)。抗生素作為一種基礎(chǔ)用藥，臨床使用廣泛，目前是我國各類別用藥市場中規(guī)模較大的一個(gè)品類。環(huán)境保護(hù)部《第一次全國污染源普查公報(bào)》顯示，制藥行業(yè)年化學(xué)需氧量排放值占全國工業(yè)點(diǎn)源排放總量的3.07％。由于制藥企業(yè)需要根據(jù)市場需求制定生產(chǎn)計(jì)劃，調(diào)整生產(chǎn)產(chǎn)品的種類和數(shù)量，并且不同要物產(chǎn)品所需的原材料和生產(chǎn)工藝不同，因此制藥廢水的水質(zhì)和水量波動(dòng)較大，制藥廢水導(dǎo)致的水體污染給行業(yè)發(fā)展帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。不僅在國內(nèi)有這樣的情況發(fā)生，目前,歐美等很多國家的農(nóng)田土壤、江河、湖泊以及地下水體中都檢測出了抗生素。美國國家環(huán)保局對24個(gè)大城市包括4100萬人口的飲用水中檢測出包括抗生素在內(nèi)的多種藥物殘留成分。

目前在現(xiàn)有的水環(huán)境中檢出的抗生素類藥物中，磺胺類藥物的檢出頻率是最高的。磺胺類藥物是一種使用較為廣泛的抗菌藥，由于其廣泛的使用而導(dǎo)致水體中磺胺類物質(zhì)的濃度明顯升高。因此，針對水環(huán)境中磺胺甲惡唑藥物的處理的研究十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于催化活化過一硫酸鹽的MOFs衍生物的制備方法；本發(fā)明所提出的MOFs具有良好的框架結(jié)構(gòu)，可經(jīng)改性煅燒成比表面積大的多孔碳材料，可作為一種良好的吸附材料應(yīng)用于水體中污染物的去除。MOFs材料結(jié)構(gòu)中存在的N-配位鍵也可通過熱活化作用轉(zhuǎn)化為雜原子N摻雜在碳材料中，從而大大提高碳材料的催化能力。同時(shí)，MOFs材料中存在的金屬陽離子會轉(zhuǎn)化為金屬或金屬氧化物，可進(jìn)一步提高碳材料的催化能力，可有效應(yīng)用于活化過硫酸鹽氧化去除水中藥物污染物。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種用于催化活化過一硫酸鹽的MOFs衍生物的制備方法，所述MOFs衍生物具體包括Zn(NO₃)₂·6H₂O、FeSO₄·7H₂O、2-MeIM；

所述MOFs衍生物的制備方法具體包括：

步驟一：將Zn(NO₃)₂·6H₂O、FeSO₄·7H₂O、2-MeIM按摩爾比為10～40：0～2：320～360的比例備料；