[發明專利]賴氨酸功能化的層狀雙氫氧化物吸附劑的制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111157781.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113813921A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 周愛;劉蘇蘇;胡玉瑛;鄭曉環;彭小明;戴紅玲;魏楊;胡鋒平
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 常州興瑞專利代理事務所(普通合伙) 32308
• 代理人: 談敏

本發明屬于復合材料技術領域，一種賴氨酸功能化的層狀雙氫氧化物(Ly@FeZn)吸附劑的制備方法，包括：將鐵鹽、鋅鹽溶于去離子水中形成溶液，以NaOH調pH值至10～11，緩慢加入賴氨酸，攪拌均勻；混合溶液密封在襯有聚四氟乙烯的高壓釜中，60～120℃水熱反應12～24h，取出、離心，固體用去離子水洗凈，60℃干燥8～16h，即得。可將所制得Ly@FeZn吸附劑應用于抗生素的吸附。本發明制備方法簡單，工藝條件可控，原料成本低廉。經實驗表明，所制備成Ly@FeZn吸附劑能高效地去除高濃度抗生素，尤其是環丙沙星和諾氟沙星。50mg的Ly@FeZn吸附劑對環丙沙星和諾氟沙星(50mL 200mg/L)的去除率高達98.48％和95.05％。本發明有望在水體去除抗生素進行實用推廣。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，涉及層狀復合金屬氫氧化物(Layered DoubleHydroxides，LDHs)類吸附劑，尤其涉及一種賴氨酸功能化的層狀雙氫氧化物(Ly@FeZn)吸附劑的制備方法及其對去除抗生素的應用。

背景技術

目前，抗生素廣泛應用于醫療保健和動物飼料中，由于其大量的使用，已被認為是迫在眉睫亟待處理的污染物。在眾多使用的抗生素中，環丙沙星(CIP)、諾氟沙星(NOR)和氧氟沙星(OFL)是氟喹諾酮類的主要成員，已能夠在水體和土壤中檢測到，對生態系統以及人類健康造成潛在風險威脅。另一方面，抗生素的潛在危害在于濫用，會給生態環境帶來抗性基因，提高環境微生物的耐藥性。因此，制備去除抗生素的高效吸附劑具有十分重要的意義。

目前水體中抗生素的去除方法主要包括：化學氧化、光催化降解、膜過濾、吸附等。其中，吸附法具有高效、易操作、成本低等優點，在實際應用中具有廣闊的前景。在過去的幾十年里，層狀雙氫氧化物(Layered Double Hydroxides，LDHs)因其吸附性能優良在功能材料領域引起廣泛關注。LDHs以類水滑石化合物而聞名，層上帶有帶正電荷的離子，層間區域包含電荷補償陰離子。然而，LDHs對抗生素的吸附性能有限，因此需制備改良強化的LDHs功能材料。傳統上，用氨基酸修飾的復合金屬氫氧化物類吸附劑通常應用于陰離子污染物的去除，較少應用于抗生素的去除之中。

本發明制備了一種賴氨酸功能化的層狀雙氫氧化物吸附劑，其對抗生素吸附性能優良，同時回收難度低，吸附劑能夠多次重復使用，且成本低，相關研究和應用具有潛在的經濟效益和社會效益。

發明內容

針對現有功能材料吸附性能不佳或價格昂貴等問題，本發明的目的是公開一種賴氨酸功能化的層狀雙氫氧化物(Ly@FeZn)吸附劑的制備方法。

技術方案

一種賴氨酸功能化的層狀雙氫氧化物(Ly@FeZn)吸附劑的制備方法，包括如下步驟：a)將鐵鹽、鋅鹽溶于去離子水中形成溶液，以0.1～1M NaOH調pH值至10～11，緩慢加

入賴氨酸，攪拌均勻，其中，所述鐵鹽、鋅鹽、賴氨酸與去離子水的固液比為3mmol:1.5～6mmol:5～15mmol:50～100mL，優選3mmol:6mmol:5.8mmol:100mL；

b)混合溶液密封在襯有聚四氟乙烯的高壓釜中，60～120℃水熱反應12～24h，優選60℃反應24h；取出、離心，固體物用去離子水洗凈，60℃干燥8～16h，即得Ly@FeZn吸附劑。