[发明专利]表面修饰PNH的磁性Fe2

说明书

本发明公开了表面修饰PNH的磁性Fe₂O₃纳米小球及其在水处理中的应用，首先2,2‑联吡啶‑5,5'‑二羧酸与氯化亚砜反应，得到2,2‑联吡啶‑5,5'‑二酰氯；然后在三乙胺存在下，将2,2‑联吡啶‑5,5'‑二酰氯、1,4,8,11‑四氮杂环十四烷反应，得到多氮杂环聚合物；将多氮杂环聚合物加入铁盐水溶液中，反应得到表面修饰PNH的磁性Fe₂O₃纳米小球。具有强吸光能力，提高其在可见光催化降解四环素的能力，使得污染物离开水体，去除污染物。

技术领域

本发明属于金属有机配合物材料领域，具体涉及一种催化降解有机污染物的复合材料、其制备方法及其对水体中抗生素的有效去除应用。

背景技术

光催化技术因其在环境修复和能源再生等方面的强大优势而被广泛使用，研究的很多材料如TiO₂，SnO₂等都显示出良好的催化活性，但是大部分材料只对紫外（UV）光有响应。

发明内容

本发明提供了一种可降解抗生素的复合材料，其制备方法以及对水体中的抗生素有效去除的应用，以四环素为例，4h之内可以降解90%的四环素。

本发明采用如下技术方案：

一种表面修饰PNH的磁性Fe₂O₃纳米小球，其制备方法包括以下步骤：

（1）2,2-联吡啶-5,5'-二羧酸与氯化亚砜反应，得到2,2-联吡啶-5,5'-二酰氯；然后在三乙胺存在下，将2,2-联吡啶-5,5'-二酰氯、1,4,8,11-四氮杂环十四烷反应，得到多氮杂环聚合物；

（2）将多氮杂环聚合物加入铁盐水溶液中，反应得到表面修饰PNH的磁性Fe₂O₃纳米小球。

本发明公开了降解水中有机污染物的方法，包括以下步骤：

（1）2,2-联吡啶-5,5'-二羧酸与氯化亚砜反应，得到2,2-联吡啶-5,5'-二酰氯；然后在三乙胺存在下，将2,2-联吡啶-5,5'-二酰氯、1,4,8,11-四氮杂环十四烷反应，得到多氮杂环聚合物；

（2）将多氮杂环聚合物加入铁盐水溶液中，反应得到表面修饰PNH的磁性Fe₂O₃纳米小球；

（3）将表面修饰PNH的磁性Fe₂O₃纳米小球加入含有有机污染物的水中，再加入双氧水，光照完成水中有机污染物的降解。

上述技术方案中，步骤（1）中，2,2-联吡啶-5,5'-二羧酸溶于氯化亚砜中，于110~115℃反应10~12 h，得到2,2-联吡啶-5,5'-二酰氯；2,2-联吡啶-5,5'-二酰氯和1,4,8,11-四氮杂环十四烷的反应时间为24~48 h，反应温度为45~50℃。优选的，2,2-联吡啶-5,5'-二酰氯和1,4,8,11-四氮杂环十四烷反应结束后，反应体系依次经过KOH水溶液、氯仿、乙醇洗涤后置于DMF中于140~150℃加热12 h，然后过滤，得到的固体分别经过水和乙醇洗涤后干燥，得到淡黄色多氮杂环聚合物PNH。

上述技术方案中，步骤（2）中，反应温度为140~180℃，反应时间为10~20 h，反应结束后，产物依次用乙醇和去离子水洗涤，烘干得到表面修饰PNH的磁性Fe₂O₃纳米小球Fe₂O₃@PNH。

上述技术方案中，2,2-联吡啶-5,5'-二羧酸、1,4,8,11-四氮杂环十四烷的摩尔比为1∶（2~2.1）；多氮杂环聚合物和铁盐的质量比为1∶（0.5~2）。