[发明专利]一种棒状改性铁镍有机框架复合吸附剂

说明书

本发明公开了一种棒状改性铁镍有机框架复合吸附剂及其制备方法和在处理含利福平抗生素医疗废水中的应用，所述的吸附剂为Fe_1.5/Ni_1.5‑TA@MIL‑88B复合材料。本发明合成方法简单，反应条件温和，可直接处理利福平，具有良好的吸附性能，潜在应用价值巨大。

技术领域

本发明属于安莎类抗生素吸附材料技术领域，具体涉及一种棒状改性铁镍有机框架复合吸附剂及其制备方法和在处理含利福平抗生素医疗废水中的应用。

背景技术

MOFs材料是由金属离子或离子团簇与有机连接基组成，具有均匀、无限晶体配位网络的有机与无机形成的多孔固体，因众多金属元素和有机配体的排列组合搭配，样式繁盛的MOFs材料可按命名划分为几类，例如ZIF类、MIL类、UIO类、IRMOF类、PCN类等。这些MOFs材料在气体存储与吸附、光与电催化、化学储能、药物输送和物质分离等领域都有所建树。而在液相有机物吸附应用中，具备较高的溶剂与酸碱稳定性质是关键点之一。拉瓦锡尔框架材料，通常由Cr³⁺、Fe³⁺和Al³⁺等三价金属离子和羧酸类有机配体自组装配位而成。其中，MIL-88B(Fe)具有良好的水、热稳定性以及孔径尺寸、比表面积大等特点，被大量应用于污染物的去除。据文献所述，使用NH₂-MIL-88B（Fe）能够去除废水中73.13 %的Pb²⁺（195 mg·g^-1）；有研究人员将衍生多孔石墨碳包裹住MIL-88B(Fe)，其对于As（Ⅲ）和As（Ⅳ）的最大吸附容量分别达到了1.6853和2.2636 mmol·g^-1；Gao等人以聚丙烯酸、氧化石墨烯和MIL-88B(Fe)交联制备的膜，在40 min内对甲基蓝的去除率高达98.79 %。此外，多金属离子掺杂也被证明是提高单金属MOFs吸附性能的有效手段。Liu等人使用Ti⁴⁺替换掉UIO-66中部分的Zr⁴⁺，改善了材料的孔体积以及比表面积，提高了对CO₂的吸收吸能；Yang等人将Ce³⁺掺杂进UIO-67(Zr)中，对于甲基蓝有着398.9 mg·g^-1的最大吸附容量；Kaur等人通过在合成ZIF-8过程中调节Co²⁺和Zn²⁺的比例，使得最佳性能ZIF-8材料在1 bar状态下能够储存0.90和7.69 mmol·g^-1的CO₂和H₂。到目前为止，关于Fe³⁺/Ni²⁺的双金属MOFs材料，绝大多数都是电化学相关领域的研究，对于水体环境中污染物去除的报道甚少。因此，本发明采用操作简单、反应条件温和的方法制备Fe_1.5/Ni_1.5-TA@MIL-88B复合材料，并以其作为利福平抗生素分子的新型吸附剂，显示出良好的吸附性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种棒状改性铁镍有机框架复合吸附剂及其制备方法和在处理含利福平抗生素医疗废水中的应用。通过发挥双金属有机框架与金属多酚网络的协同作用，进一步提高材料比表面积以及增大与利福平抗生素的接触面积和吸附位点等。合成的棒状改性铁镍有机框架复合吸附剂Fe_1.5/Ni_1.5-TA@MIL-88B作为RFP的新型去除材料，具有良好的吸附性能以及抗医疗废水常见离子影响能力。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效处理含利福平抗生素医疗废水的棒状改性铁镍有机框架复合吸附剂为Fe_1.5/Ni_1.5-TA@MIL-88B复合材料由长度为500~700 nm、尺寸大小较为均一的棒状颗粒组成。

上述棒状改性铁镍有机框架复合吸附剂的制备步骤为：