[发明专利]利用锰离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法

说明书

本发明公开了一种利用锰离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法，包括以下步骤：首先将锰离子掺杂金属有机骨架材料和模拟四环素废水进行混合，采用动态吸附的方式至吸附平衡。之后向其加入PMS进行催化反应，完成对模拟四环素废水的处理。所述锰离子掺杂金属有机骨架材料中，包含锰离子和MIL‑53(Fe)，其中锰离子掺杂在MIL‑53(Fe)中。本发明利用锰离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法，能够高效地去除废水中的抗生素，对处理工艺和处理设备要求低，同时具有操作简便、成本低、去除效率高、可再生利用、无二次污染的优点。本发明方法是一种能够被广泛使用、高效去除废水中的抗生素的处理方法，在抗生素废水处理方面具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于抗生素废水处理领域，涉及一种处理抗生素废水的方法，具体涉及一种利用锰离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法。

背景技术

到目前为止，抗生素作为抗菌药物已广泛应用于医药、畜牧业和鱼类养殖等领域。然而，抗生素的广泛使用和排放，如四环素(TCs)，使得它们可以在医疗废水、生活污水甚至地表水中不断被发现。抗生素及其衍生物的残留不仅会导致严重的环境问题，还会对人类健康产生潜在的影响。然而，传统的处理方法难以降解抗生素残留。因此，采用低成本、高效的方法从水生环境中清除抗生素具有重要意义。在过去的几十年里，各种从水环境中去除抗生素污染物的方法得到了广泛的研究，包括电化学法，厌氧消化和光催化降解等。在这些方法中，先进氧化过程(advanced oxidations processes,AOPs)由于产生的自由基具有很高的氧化效率，显示出极好的抗生素降解潜力。以硫酸根自由基为主要自由基的AOPs因其高的氧化还原电位、高的氧化选择性和较强的氧化能力而被广泛研究，在废水处理中具有很大的应用潜力。

金属有机骨架(MOFs)是一种具有多孔结构的材料，它是通过金属阳离子和有机配体自组装而形成的高度结晶材料。MOFs具有合成简便、比表面积高、成本低、孔径可调、结构可控和功能的多样性等优点，近年来已成为研究热点。在众多MOFs中，MIL-53(Fe)因其优异的热稳定性和水稳定性受到广泛关注，但是MIL-53(Fe)仍然存在吸附性能差、催化活性差等问题。另外，现有MIL-53(Fe)的制备方法中存在步骤复杂、产量较低和耗时长等问题，难以低成本、批量制备MIL-53(Fe)材料。因此，如何全面改善现有MIL-53(Fe)中存在的问题和不足，获得一种稳定性能好、吸附性能好、催化性能好的MIL-53(Fe)材料以及获得一种反应条件要求低、合成工艺简单、原料用量少、成本低、能够批量生产的MIL-53(Fe)材料的制备方法，对于提高MIL-53(Fe)材料在废水处理中的应用范围具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种稳定性好、催化性能好、可再生利用、无二次污染的利用锰离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种利用锰离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法，包括以下步骤：将锰离子掺杂金属有机骨架材料与模拟四环素废水混合进行动态吸附，完成对模拟四环素废水的吸附处理；所述锰离子掺杂金属有机骨架材料包含锰离子和MIL-53(Fe)，所述锰离子掺杂在MIL-53(Fe)中。

上述的方法，进一步改进的，所述锰离子掺杂金属有机骨架材料的比表面积为231.63m²/g～405.95m²/g。

上述的方法，进一步改进的，所述的锰离子掺杂金属有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将四水合氯化锰、对苯二甲酸、六水合三氯化铁和有机溶剂混合，搅拌，得到前驱体溶液；

S2、将步骤S1中的前驱体溶液倒入反应釜中进行溶剂热反应，得到锰离子掺杂金属有机骨架材料。