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纤维素/木质素/粘土复合气凝胶的制法及应用。采用溶胶?凝胶、交联和冷冻干燥法制得纤维素/木质素/粘土复合气凝胶，制备方法和操作工艺简单，再利用方便，产量大。本发明采用的原料是天然高分子材料纤维素、木质素和粘土矿物，其来源广泛，无毒，纤维素和木质素可生物降解，无二次污染风险。纤维素因其具有独特的环境友好性、生物可降解性和优良的结构骨架结构等特点，可作为气凝胶的基质，以纤维素为气凝胶骨架，以木质素和粘土矿物为改性剂，可以明显改善纤维素气凝胶的力学性能和对抗生素的吸附性能。本发明的纤维素/木质素/粘土复合气凝胶对抗生素具有良好的吸附效果。

本发明的目的是提供一种利用天然高分子材料纤维素、木质素与粘土矿物材料合成复合气凝胶的简便制法，并在污水中应用，以达到高效吸附抗生素的效果。以纤维素为气凝胶骨架，木质素和粘土矿物为改性剂，通过溶胶-凝胶、交联和冷冻干燥的方法制备复合气凝胶，是一种全新材料，可以明显改善纤维素气凝胶的力学性能和对抗生素的吸附性能。该复合气凝胶在实际应用中可实现对多种水源的CIP的高选择性去除。对初始浓度为0.002和0.02mmol/L的抗生素的吸附去除效率达到85％以上。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纤维素/木质素/粘土复合气凝胶的制备方法，由天然高分子材料和粘土矿物材料共混交联制得的一种复合气凝胶；所述的天然高分子材料是纤维素和木质素；所述的粘土矿物材料是蒙脱石、高岭土或凹凸棒。将天然高分子材料纤维素溶于氢氧化钠/尿素/水溶液中，冻融后，分别将木质素和粘土材料分别加入到纤维素溶液中，室温下搅拌，再加入交联剂，继续在室温条件下搅拌反应，形成凝胶后，老化，用去离子水洗至中性，然后冷冻干燥，即得到最终的纤维素/木质素/粘土复合气凝胶吸附剂，所述的交联剂为环氧氯丙烷

本实用新型有广泛的应用前景：

纤维素/木质素/粘土复合气凝胶作为一种新型吸附材料，是由纤维素、木质素和粘土等天然材料经过特殊的制备工艺形成的。它具有比表面积大、孔隙率高、吸附性能强等优点，能够高效地吸附水中的抗生素。

随着人们对环保意识的不断加强，以及抗生素污染问题的日益严重，纤维素/木质素/粘土复合气凝胶在水处理中的应用前景非常广阔。它可以用于去除水中的抗生素，净化水环境，保障人体健康。此外，纤维素/木质素/粘土复合气凝胶还可以用于吸附其他有害物质，如重金属、有机污染物等，具有广泛的应用前景。

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)本发明在室温下利用简单的交联方法制得纤维素/木质素/粘土复合气凝胶，制备方法和操作工艺简单，成本低，产量大。

(2)本发明采用的原料是天然高分子材料纤维素、木质素和粘土矿物，来源广泛，成本低，纤维素和木质素可生物降解，无二次污染风险。纤维素因其优良的骨架结构特性，可作为气凝胶的基质，木质素含有大量羟基、羧基、苯环等功能基团，粘土表面具有可交换的阳离子和活性的羟基基团，以纤维素为气凝胶骨架，以木质素和粘土为改性剂，制备出了复合气凝胶，是一种全新材料，可以明显改善纤维素气凝胶的力学性能和对抗生素的吸附性能。

(3)本发明的纤维素/木质素/粘土复合气凝胶对抗生素具有良好的吸附效果。在较宽的pH范围(2.0-9.0)内对抗生素都有较高的吸附容量，克服了许多离子吸附剂在应用中pH依赖性强的缺点。考虑到吸附效果和实际应用条件，选择pH5.0为最优pH。

(4)纤维素/木质素/粘土复合气凝胶、纤维素/粘土复合气凝胶、纤维素/木质素复合气凝胶及纤维素气凝胶的吸附量逐渐降低，这主要是由于复合气凝胶的多重作用机制，除了木质素与粘土对抗生素的静电吸引、π-π电子给-受体相互作用、普通氢键和负电荷辅助氢键作用、阳离子交换和络合作用，还有木质素和粘土插层中的阳离子结合后对抗生素的螯合作用，显著提高对抗生素的吸附效果。

(5)纤维素/木质素/粘土复合气凝胶可实现对实际水体中低浓度抗生素的吸附去除。说明该复合气凝胶在实际应用中可实现对多种水源的抗生素的高选择性去除。对初始浓度为0.002和0.02mmol/L的抗生素的吸附去除效率达到85％以上。

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。