[发明专利]一种磁性分级多孔Cd2+

说明书

本发明属于环境材料合成技术领域，具体涉及一种磁性分级多孔Cd²⁺印迹光催化纳米反应器的合成方法；具体步骤：将CdS/Fe₃O₄和聚乙二醇4000加入蒸馏水中，超声，得到溶液A；将Cd(NO₃)₂·4H₂O和吡咯烷酮羧酸钠加入甲苯中，超声，加入EGDMA和可见光引发剂，得到溶液B；将溶液转移到光催化反应烧瓶中，加入P123，置于可见光光催化反应器中，搅拌，洗涤，真空干燥得到固体产物；然后，去除P123，用EDTA洗脱Cd²⁺，磁铁分离，漂洗、干燥得到产物；本发明的材料可以选择性地吸附Cd²⁺并同步降解四环素，并能有效地抑制了CdS的二次污染。

技术领域

本发明属于环境材料合成技术领域，具体涉及一种磁性分级多孔Cd²⁺印迹光催化纳米反应器的合成方法，及其选择性吸附Cd²⁺并同步光催化降解四环素的研究。

背景技术

目前，水环境污染问题日益严重，寻找一种合适的解决方案来有效和经济地处理水环境中的污染物是研究人员不断探索的主题之一。众所周知，水环境中存在最棘手的污染物是残留抗生素和重金属离子；四环素作为常见的抗生素，常用于人们的日常生活，特别是在水产养殖，滥用四环素不仅会造成大量的残留污染物排入环境，对环境尤其是水环境造成严重的污染，也会阻碍水处理的进展。另一方面，水体中的镉污染是重金属污染之一，主要来自地表径流和工业废水。当环境受到镉污染时，镉离子比其他重金属离子更加难以去除，并且会通过食物链进入人体引起慢性中毒。考虑到Cd²⁺的高毒性和四环素对环境和人体的污染，研究能够同时选择性去除Cd²⁺并降解水中四环素的材料具有重要意义。

光催化技术由于其节能、环保和低成本等优点被认为是一种有效的环境保护解决方案。光降解方法将抗生素氧化成生物毒性较小且易生物降解的物质，甚至将它们转化为无害化合物。目前光催化领域设计的光催化剂种类繁多，但都涉及光催化效果差、光稳定性差、光响应区间短、光生电子空穴易复合等缺陷。

另一方面，为了选择性吸附Cd²⁺，并有效抑制材料因光腐蚀引起的二次污染，从而引入了离子印迹技术。离子印迹技术是分子印迹技术的延伸，它是一种利用模板离子在大分子基质中产生识别位点的技术，在离子印迹聚合物中，大量为模板离子设计的印迹空穴均匀分布，这些空穴与模板离子的形状、大小和官能团一致。因此，离子印迹聚合物对模板离子具有特定的离子识别能力和较高的结合亲和力；覆盖在CdS上的印迹层能够抑制由于光腐蚀引起的CdS的二次污染；但是，离子印迹层的覆盖会阻碍CdS对光的吸收，并且还阻止了四环素与CdS的接触，这两者都会导致复合材料的光催化活性大大降低。

在过去的几年中，光催化剂作为处理水中污染物、离子印迹聚合物作为模板离子的选择性吸附剂的研究受到了很多关注，然而，光催化和离子印迹技术的有效结合实现在复杂的水环境中处理多种污染物的研究还鲜有报道。此外，据我们所知，使用光催化技术和离子印迹技术来选择性吸附重金属离子并同步有效降解抗生素残留是前所未有的。因此，在复杂的水污染处理中，制备一种能够同时选择性去除Cd²⁺并降解水中四环素的材料具有广阔的前景和实用性。

发明内容