本发明专利技术公开了一种可磁性分离复合吸附剂，以功能化多壁碳纳米管为主体材料，其表面负载四氧化三铁和二氧化锰。本发明专利技术还公开了一种可磁性分离复合吸附剂的制备方法，以功能化多壁碳纳米管为主体材料，将其与高锰酸钾及氯化铁溶液混合，搅拌混匀，再经高温反应，最后采用乙醇和去离子水清洗干燥制得负载四氧化三铁和二氧化锰的多壁碳纳米管Fe3O4/MnO2-MWNTs。本发明专利技术利用制备的可磁性分离复合吸附剂在pH 5～8的条件下吸附去除水中的抗生素，制备的Fe3O4/MnO2-MWNTs表现出显著优于传统吸附材料的吸附性能，并且可通过外加磁场迅速回收。本发明专利技术用于去除微污染水中的抗生素，具备良好的环境效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于水处理
技术介绍
抗生素自被发现以来，在保障人类健康和畜禽、水产养殖方面发挥了巨大作用。目前，全世界超过万吨的抗生素用于疾病防治和治疗，相较于西方等国家，我国抗生素滥用情况严重。抗生素摄入后不能被完全吸收，除少部分残留在体内，大部分都以原药和代谢产物的形式经由动物的粪尿排出体外，进入生态环境。对农田土壤、地表和地下水及生态系统中各类生物产生危害，并诱发和传播各类抗生素耐药细菌，严重威胁生态安全和人类健康。同时水体中的抗生素也成为水资源重复利用的一个巨大挑战。因此，专利技术一种可以有效去除这类污染物的方法显得尤为必要。目前国内外处理含抗生素废水的方法主要有物理化学法、生化法和光催化氧化法等等。废水中的残留抗生素和高浓度有机物使传统生物处理法很难达到预期的处理效果，残留抗生素对微生物的强烈抑制作用可使好氧菌中毒，造成好氧处理困难；而厌氧处理高浓度的有机物又难以满足出水标准，还需要进一步处理。光催化氧化受反应装置的限制使得该方法只适用于小规模抗生素废水的处理；吸附法因其效率高、操作简便等优点而受到广泛关注。吸附过程是控制污染物环境行为和生物可利用性的重要因素，也是工程上常用的去除水中污染物的方法。水处理实践中常采用活性炭、硅胶、分子筛、吸附树脂等高比表面积或高孔容的固体材料作为吸附剂，用于吸附、分离及富集等过程中。近年来，学者们普遍认为利用高比表面积、大孔容的吸附剂，通过吸附作用去除水中的有毒有害物质，是水污染控制最有效的方法之一。碳纳米管自问世以来，就以其独特的力学，电磁学，光学，热力学性质以及潜在的应用前景而备受人们的关注。由于具有较大的比表面积，独特的中空结构，碳纳米管对污染物具有很强的吸附作用。已有报道其作为吸附剂去除水中有机和无机污染物、重金属、氟化物及染料等。但是，由于其本身结构的特点，碳纳米管单体之间存在很强的范德华力，使得碳纳米管很容易发生团聚现象，大大影响其分散性，进而影响碳纳米管对污染物的吸附性能。因此，如何对其进行功能化增强其吸附性能并利于回收成为研宄的热点。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于，提供，利用可磁性分离复合吸附剂Fe304/Mn02-MWNTs在pH 5?8的条件下吸附去除水中的抗生素，能克服现有吸附方法所存在的吸附剂吸附容量小、吸附速率低、吸附效率差及难回收的缺点，根据Fe304/Mn02-MWNTs自身的特性，利用Fe304/Mn02-MWNTs吸附去除水中抗生素，达到改善吸附性能、提高吸附效率及易于回收的技术效果，以有效控制抗生素对水体所造成的污染与危害。本专利技术的技术方案为:一种可磁性分离复合吸附剂，其特征是，该可磁性分离复合吸附剂以功能化多壁碳纳米管为主体材料，其表面负载四氧化三铁和二氧化锰。前述的一种可磁性分离复合吸附剂的制备方法，其特征是，以功能化多壁碳纳米管为主体材料，将其与高锰酸钾及氯化铁溶液混合，搅拌混匀，再经高温反应，最后采用乙醇和去离子水清洗干燥制得负载四氧化三铁和二氧化锰的多壁碳纳米管Fe3O4/MnO2-MWNTs0前述的一种可磁性分离复合吸附剂的制备方法，其特征是，所述Fe304/Mn02-MWNTs的具体制备方法为: (1)将酸化的多壁碳纳米管MWNT溶解在超纯水中，超声2h后加入KMnO4,并持续搅拌2 h，之后，将该混合溶液在反应釜中120?140 °C加热12?15 h，清洗、干燥后得二氧化锰负载多壁碳纳米管Mn02/MWNT ； (2)将Mn02/MWNT溶于0.08?0.12 mo I/L氯化铁的乙二醇溶液中，超声30 min后缓慢加入乙酸钠，并持续搅拌2 h，之后，将该混合液放入反应釜中180?220 °C加热12?15h，冷却至室温； (3)将步骤(2)所得材料用乙醇和去离子水反复清洗多次，真空干燥后得到Fe3O4/MnO2-MWNTs0前述的一种可磁性分离复合吸附剂的制备方法，其特征是，上述步骤(I)中，所述MWNT与高锰酸钾溶液形成1.0?3.0 g/100 ml的液体。前述的一种可磁性分离复合吸附剂的制备方法，其特征是，上述步骤(2)中，所述Mn02/MWNT与氯化铁溶液形成0.5?1.5 g/100 ml的液体，其中氯化铁与乙酸钠的质量比为 1:3。前述的一种可磁性分离复合吸附剂的制备方法，其特征是，所述的Fe3O4/MnO2-MWNTs其孔径为0.1?10 nm，孔容为0.20?1.00 cm3/g，比表面积为50?300 m2/g°前述的一种可磁性分离复合吸附剂的应用，其特征是，该可磁性分离复合吸附剂用于在pH 5?8的条件下吸附去除水中的抗生素。前述的一种可磁性分离复合吸附剂的应用，其特征是，所述的水中抗生素的初始浓度不大于300mg/L。前述的一种可磁性分离复合吸附剂的应用，其特征是，所述的可磁性分离复合吸附剂和含抗生素水的质量比为1: 2000?5000。前述的一种可磁性分离复合吸附剂的应用，其特征是，所述的可磁性分离复合吸附剂的吸附时间为2?48h，温度为298?308 K。本专利技术所达到的有益效果:本专利技术以Fe304/Mn02-MWNTs为吸附剂，采用吸附法去除水中的抗生素时，表现出显著优于传统吸附材料(如活性炭)的吸附性能。此外，本专利技术操作简单，处理效果显著。因此，本专利技术用于去除微污染水源水中的抗生素，具有良好的经济和环境效益。【具体实施方式】下面对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1 将3.5g酸化的MWNT溶解在350 mL的超纯水中，超声2 h后加入4.74 g KMnO4,并持续搅拌2 ho之后，将该混合溶液放在反应釜中130 °C加热15 h，冷却到室温后用去离子水清洗数遍，真空干燥后得到二氧化锰负载多壁碳纳米管(Mn02/MWNT)放入密封袋中备用。将8g FeCl3*6H20溶解于350mL的乙二醇中，然后再加入2 g上述制备的MnO2/MWNT，超声30 min后缓慢加入24 g乙酸钠，并持续搅拌2 h，把该混合溶液放在反应釜中200 °C加热15 h，冷却到室温后用乙醇和去离子水分别清洗数次，真空干燥后得到可磁性分离复合吸附剂Fe304/Mn02_MWNTs。孔容约为0.87 cm3/g，比表面积约为210 m2/g。以Fe304/Mn02-MWNTs作为吸附剂，吸附水中的抗生素。在封闭容器内进行吸附，恒温振荡。抗生素的初始浓度为215mg/L，吸附剂和微污染水的质量比取1:2200，吸附在pH=6.5条件下进行，吸附温度298K，吸附2天后，四环素和泰乐菌素的吸附量分别为760mg/g 和 820 mg/g，去除率为 96.5% 和 96%。在本实施例及以下对比例或实施例中，吸附量是指每克吸附剂所吸附的抗生素的质量。抗生素的去除率是指吸附去除的抗生素量与初始废水中抗生素含量之比。实施例2 将5 g酸化的MWNT溶解在350 mL的超纯水中，超声2 h后加入4.74 g KMnO4，并持续搅拌2 ho之后，将该混合溶液放在反应釜中120 °C加热12 h，冷却到室温后用去离子水清洗数遍，真空干燥后得到二氧化锰负载多壁碳纳米管(Mn02/MWN本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可磁性分离复合吸附剂，其特征是，该可磁性分离复合吸附剂以功能化多壁碳纳米管为主体材料，其表面负载四氧化三铁和二氧化锰。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：纪靓靓，白朝暾，邓丽萍，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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