[發明專利]一種羧甲基殼聚糖復合膜吸附茶包的制備方法及在抗生素廢水處理中的應用

在審

• 申請號: 202310588133.4
• 申請日: 2023-05-24
• 公開（公告）號: CN116510697A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 王小青;彭梓瑜;馬江濤;宋梓睿;張琦琦;陳豪松;陳紹磊;趙軍子
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院;浙江奧翔藥業股份有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 麗水布銳芝專利代理事務所(普通合伙) 33435
• 代理人: 程志軍

一種羧甲基殼聚糖復合膜吸附茶包的制備方法及在抗生素廢水處理中的應用。通過原位生長制備方法制備前驅體CTS@ZIF?8，然后經流延法制備得到羧甲基殼聚糖復合膜，利用封口機將其制作成茶包狀，并填充前驅體CTS@ZIF?8，得到羧甲基殼聚糖復合膜吸附茶包。將該吸附茶包應用在抗生素廢水的處理中，以達到高吸附性容量，高循環利用能力，降低成本，提高化學穩定性，進而從根本上解決常規吸附劑的分散性和分離等問題，實現抗生素廢水的凈化處理。

技術領域

本發明涉及有機污染物廢水處理技術領域，尤其涉及一種羧甲基殼聚糖復合膜吸附茶包的制備方法及在抗生素廢水處理中的應用。

背景技術

抗生素是指由微生物(包括細菌、真菌、放線菌屬)或高等動植物在生活過程中所產生的具有抗病原體或其他活性的一類次級代謝產物，能干擾其他生活細胞發育功能的化學物質。抗生素等抗菌劑的抑菌或殺菌作用，主要是針對“細菌有而人(或其他動植物)沒有”的機制進行殺傷。抗生素的作用具有選擇性，不同抗生素對不同病原菌的作用不一樣。

隨著社會的迅速發展，人們對藥品和個人護理用品的需求越來越大，因此也造成了大量抗生素污染。

目前抗生素污染產生的原因主要有三個：一是養殖業對抗生素的濫用。抗生素在防治疾病方面有很好的作用，養殖中經常會在家畜的飼料中加入抗生素，而動物對抗生素的吸收量很少，大量的抗生素會通過動物的尿液、糞便等進入到環境中，從而增加環境中的抗生素濃度。二是因為病人的不合理使用，因為抗生素可以減緩病人的癥狀，所以很多病人都會選擇服用抗生素，然后通過新陳代謝將抗生素排出體外。三是制藥業廢水的排泄，目前的生活污水及工業廢水治理流程中，一般都是采用生物工藝，對一般的污染物可以有效地去除，但對抗生素等化學成分卻沒有達到預期的效果，于是產生了大量的抗生素廢水。

四環素是一種極具代表性的的抗生素，是一種由放線菌生產的廣譜抗生素，它的生產成本低廉，抗菌能力強，所以在世界范圍內得到了廣泛的應用。如何有效處理抗生素特別是四環素廢水，降低和消除環境中的四環素殘留，是當前的一個重要課題。

吸附法是處理四環素廢水的有效方法之一，目前常見的四環素吸附劑有如下幾種：活性炭(AC)等傳統吸附劑和金屬有機框架(MOFs)等納米吸附劑。

活性炭(AC)是目前較為常見的一種炭質吸附材料，具有較大的表面積、高的孔隙率、化學穩定性好和含豐富的表面基團等優點，對含有極性基團(如羥(-OH)、羧基(-COOH)和氨基(-NH₂)等)的抗生素具有較高的吸附容量。但市售AC的吸附成本普遍偏高，且對污染物的吸附沒有選擇性，循環能力差，通常需要高溫灼燒進行回收，回收易二次污染。

金屬有機框架(MOFs)作為一種多孔的晶體復合物，通常由各種過渡金屬和大型配體組成。與其他常見的吸附劑不同，MOFs具有獨特的結構，具有更大的孔隙率和高表面積，這表明它們在吸附分離和環境修復等方面具有巨大的應用潛力。目前，作為一種新型的生物降解物質，有機污染物的研究日益受到人們的重視。特別是MOFs中的子系列ZIF-8由于其合成簡單、成本低、高化學和熱穩定性，已成為應用最廣泛的MOFs之一。但ZIF-8材料也有著納米材料的通病——易聚集、難分離。

現有的吸附劑存在的問題為：

(1)以活性炭為代表的傳統吸附劑，吸附選擇性差，循環利用能力差。

(2)以MOFs材料為代表的納米吸附劑，成本高，化學穩定性差，且納米材料易聚集，吸附后不易分離。