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一种用于高效吸附抗生素的粘土/单宁酸/金属离子复合材料的制法及应用;

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-24 09:35:24

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 涂媛 | 2023-10-24 09:35:24

本发明属于水环境处理领域,具体涉及一种用于高效吸附抗生素的粘土/单宁酸/金属离子复合材料的制法及应用。本发明采用一步法制得粘土/单宁酸/金属复合吸附剂,制备方法和操作工艺简单,合成时间短,产量大。本发明采用的原料是天然高分子单宁酸,其来源广泛,无毒,可生物降解,无二次污染风险,由于单宁酸结构中富含大量的酚羟基,不仅能够与金属离子发生螯合反应,还有效吸附水体中污染物,特别是与粘土及金属离子复合后,形成一种独特结构的新的复合体,表面更加粗糙,吸附活性位点增加,有效增加吸附,大大提高对污染物的吸附性能。本发明的粘土/单宁酸/金属复合吸附剂对抗生素具有良好的吸附效果。

本发明的目的是提供一种天然高分子材料单宁酸与粘土矿物材料、金属离子用简单方法合成新型复合吸附剂及其制法,在污水中应用以达到高效吸附抗生素的效果。将单宁酸通过金属离子交联固定在粘土材料上,在三者共同作用下,提高对抗生素污染物的吸附容量。为了解决本发明的技术问题,提出的技术方案为:一种用于高效吸附抗生素的粘土/单宁酸/金属离子复合材料的制备方法,由天然高分子材料、粘土矿物材料和金属离子混合制得的一种复合吸附剂;所述的天然高分子材料是单宁酸;所述的粘土矿物材料是高岭土、蒙脱石、凹凸棒、膨润土或伊利石;所述的金属离子是铁离子、铜离子、铝离子、镁离子或钛离子;将天然高分子材料单宁酸和金属离子溶液分别充分溶于水,将粘土材料分散在缓冲溶液中,然后将单宁酸溶液与金属离子溶液加入粘土分散液中,调节pH值大于7,在室温条件下搅拌反应,过滤,洗涤、干燥,即得到最终的粘土/单宁酸/金属复合吸附剂。

本实用新型有广泛的应用前景:可以应用于污水处理中吸附抗生素、饮用水处理中吸附抗生素。它的优点为吸附速度快、效率高、可重复利用率高等特点。可以用来处理多种抗生素废水,处理效果显著。也可针对不同类型的抗生素废水,采用对应类型的吸附剂进行吸附,将吸附剂用于实际生产生活中。

杨琥,男,1974年10月出生,博士,南京大学环境学院教授、博士生导师。新型环境功能材料的研发与应用研究;1. 绿色高分子絮凝剂材料的研发、应用及絮凝机理研究2. 高分子复合磁性微球材料的研制及水处理性能研究3. 农作物废弃物——秸秆材料在水处理中的综合利用4. 凹凸棒及粘土材料的改性及在水处理中的应用研究5. 炭基纳米材料的改性及在水处理中的应用研究6. 大气雾霾沉降剂的制备与应用研究水污染控制技术;高分子材料结构表征。

与现有技术相比,此技术产生的效益如下:

(1)本发明采用一步法制得粘土/单宁酸/金属复合吸附剂,制备方法和操作工艺简单,合成时间短,产量大。

(2)本发明采用的原料是天然高分子单宁酸,其来源广泛,无毒,可生物降解,无二次污染风险,由于单宁酸结构中富含大量的酚羟基,不仅能够与金属离子发生螯合反应,还有效吸附水体中污染物,特别是与粘土及金属离子复合后,形成一种独特结构的新的复合体,表面更加粗糙,吸附活性位点增加,有效增加吸附,大大提高对污染物的吸附性能。

(3)本发明的粘土/单宁酸/金属复合吸附剂对抗生素具有良好的吸附效果。

(4)高岭土/单宁酸/钛离子复合吸附剂,高岭土/单宁酸/铁离子复合吸附剂,高岭土/单宁酸/铜离子复合吸附剂的吸附量逐渐降低,这主要是由于价态更高的金属离子与氧氟沙星具有更加强的螯合作用,大大提高对氧氟沙星的吸附容量。

(5)与实施例1中投料比为1:4的高岭土/单宁酸/铁离子复合吸附剂吸附容量进行对比,随着投料比的增加,高岭土/单宁酸/铁离子复合吸附剂对恩诺沙星抗生素的吸附容量先上升后轻微下降,在投料比为1:4时达到最优效果。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。