本发明专利技术提供一种改性聚苯胺复合吸附剂及其在环丙沙星吸附上的应用，改性聚苯胺复合吸附剂包括改性聚苯胺、碳纳米管和黏土，改性聚苯胺具有微纳二级结构，微米级纤维状聚苯胺作为支撑骨架，纳米级球形颗粒状聚苯胺分布在支撑骨架的表面，具体制备方法为：将氧化剂过硫酸铵和苯胺单体分别溶于质子酸溶液中，将两种溶液超声分散均匀后冷却至‑5～0℃后，将两种溶液混合，在‑5～0℃下发生静态氧化聚合反应，然后将反应产物进行过滤、洗涤、干燥、研磨分散，得到改性聚苯胺；然后将碳纳米管与改性聚苯胺和黏土搅拌混合，过滤洗涤，真空干燥，研磨分散，得到改性聚苯胺复合吸附剂。采用静态吸附法对环丙沙星具有很高的吸附效率和吸附容量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抗生素吸附材料
，具体涉及一种改性聚苯胺复合吸附剂及其在环丙沙星吸附上的应用。
技术介绍
抗生素因其能防治人类和动物由病菌引起的疾病，在世界各地得到了广泛的应用，但是抗生素在自然环境中的作用时间和代谢时间较长，难以实现有效降解，大部分的抗生素以原药或者代谢形式，经由病人和畜禽的排泄排入环境中，分布到土壤和水环境中产生生态毒性，会抑制动物生长和降低人体自我免疫力，引起人和动物的抗药性的增强。环丙沙星是一种典型的广谱抗生素，作为氟喹诺酮的第二代产物，在我国的产量和使用量均很高，环丙沙星在制造和使用过程中会产生大量的抗生素废水，抗生素废水中含有难降解的有机物和生物毒性物质，处理起来较为困难。目前主要处理方法为生物处理法、物理处理法以及多种组合法，但是成本高，实际效果差，并可能产生二次污染。用吸附法处理环丙沙星是一种新型的处理方法，目前已经有将黏土矿物、针铁矿、活性污泥、土壤、水合氧化物、溶解有机碳、活性炭和碳纳米管用于环丙沙星的吸附方面的研究。中国专利CN103599759B公开的一种选择性分离水环境中环丙沙星的吸附剂的制备方法，将干酵母作为基质接枝2-溴异丁酰溴得到酵母接溴复合材料，然后与环丙沙星、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯混合形成预聚合溶液，然后先后加入N,N,N’,N’,N”-五甲基二亚乙基三胺和溴化亚铜，最后经离心干燥提取除膜，得到环丙沙星表面印记聚合物。中国专利CN103613160A公开的一种利用竹炭吸附取出水体中环丙沙星的方法，将竹材高温烧制成竹炭，将竹炭粉碎过筛后加入含环丙沙星的废水中，连续振荡处理，然后过滤将粉末竹炭从废水中去除，达到去除废水中环丙沙星的目的。聚苯胺作为一种导电高分子，具有结构多样化、掺杂机制独特、合成原料易得、合成方法简单等优点。聚苯胺能够适应多种复杂吸附环境，也耐溶剂性能较好，且表面含有大量的氨基和亚胺基功能基团，在吸附重金属、染色剂等方面都有很好的应用。中国专利CN102476046B公开的具有多层次孔洞结构的聚苯胺/碳纳米管吸附剂的制备方法，将碳纳米管作为支撑骨架，将聚苯胺包裹在碳纳米管表面，制备的复合吸附剂用于吸附废水中的有机染料。由上述现有技术可知，目前聚苯胺用于吸附环丙沙星方面的研究并不多。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种改性聚苯胺复合吸附剂及其在环丙沙星吸附上的应用，通过化学原位氧化法，获得微纳二级结构的掺杂聚苯胺颗粒，将引入磺酸基等功能基团的改性聚苯胺与碳纳米管和黏土混合，得到改性聚苯胺复合吸附剂，该改性聚苯胺复合吸附剂对环丙沙星具有很高的吸附效率和吸附容量。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种改性聚苯胺复合吸附剂，所述改性聚苯胺复合吸附剂包括改性聚苯胺、碳纳米管和黏土，所述改性聚苯胺具有微纳二级结构，所述微纳二级结构为微米级聚苯胺作为支撑骨架，纳米级聚苯胺分布在支撑骨架的表面，所述微米级聚苯胺为平均直径为60-230nm长度为1-12μm的纤维，所述纳米级聚苯胺为平均直径为20-50nm，比表面积为350-770m2/g的球形颗粒状，所述改性聚苯胺采用化学原位氧化法制备。作为上述技术方案的优选，所述改性聚苯胺复合吸附剂中按重量份计，包括：改性聚苯胺40-50份、碳纳米管2-10份和黏土3-8份。作为上述技术方案的优选，所述黏土为微纳米级硅藻土，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，直径为5-200nm，长度为1-50μm。作为上述技术方案的优选，所述改性聚苯胺复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化剂过硫酸铵溶于质子酸溶液中，记为溶液A，取苯胺单体溶于质子酸溶液中，记为溶液B，将溶液A与溶液B分别超声分散均匀后冷却至-5～0℃；(2)将步骤(1)制备的溶液A缓慢滴入步骤(1)制备的溶液B中，在-5～0℃下，静态氧化聚合反应2-18h，得到反应产物；(3)将步骤(2)制备的反应产物进行过滤和洗涤，真空干燥后研磨分散，得到改性聚苯胺；(4)将碳纳米管溶于水中，超声分散均匀，加入步骤(3)制备的改性聚苯胺和黏土，搅拌，过滤洗涤，真空干燥，研磨分散，得到改性聚苯胺复合吸附剂。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中质子酸溶液的浓度为0.5-2mol/L，过硫酸铵占溶液A的体积分数为5-40％，苯胺单体占溶液B的体积分数为5-40％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中质子酸溶液中包括盐酸和十二烷基苯磺酸，所述盐酸和十二烷基苯磺酸的摩尔比为0.2-2:1。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中溶液A中过硫酸铵与溶液B中苯胺单体的摩尔比为0.8-1.2:1。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中改性聚苯胺具有微纳二级结构，所述微纳二级结构为微米级聚苯胺作为支撑骨架，纳米级聚苯胺分布在支撑骨架的表面，所述微米级聚苯胺为平均直径为60-230nm长度为1-12μm的纤维，所述纳米级聚苯胺为平均直径为20-50nm，比表面积为350-770m2/g的球形颗粒状。作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中黏土为微纳米级硅藻土，所述改性聚苯胺、碳纳米管和黏土的质量比为40-50：2-10：3-8。本专利技术还提供一种改性聚苯胺复合吸附剂在环丙沙星吸附上的应用，其特征在于，吸附时采用静态吸附法，改性聚苯胺复合吸附剂与环丙沙星的质量比为1:5-1000。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的改性聚苯胺复合吸附剂中含有改性的聚苯胺，改性聚苯胺具有独特的微纳二级结构，比表面积大，表面还具有氨基、亚胺基和磺酸基等功能基团，可以与环丙沙星分子上的氨基和羧基之间形成氢键，达到良好的吸附作用，改性聚苯胺复合吸附剂中含有碳纳米管，碳纳米管为中空层状结构、长径比大、比表面积大，化学稳定性好，改性聚苯胺复合吸附剂中还含有微纳米级硅藻土，硅藻土含有纳米级的多孔结构，具有较大的微孔面积，碳纳米管和硅藻土都疏水，可以与环丙沙星分子发生疏水作用达到吸附的目的，因此本专利技术制备的改性聚苯胺复合吸附剂可以从物理和化学的角度对环丙沙星进行吸附，有效的去除废水中的环丙沙星。(2)本专利技术的制备方法简单，可操控性强，采用静态吸附法即可以对环丙沙星有很好的吸附效果，去除效果可达95％，吸附能力达48mg/g，而且本专利技术制备的改性聚苯胺复合吸附剂对环境友好，不会造成二次污染。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1：(1)将氧化剂过硫酸铵溶于0.5mol/L的质子酸溶液中，记为溶液A，其中过硫酸铵占溶液A的体积分数为5％，取苯胺单体溶于0.5mol/L的质子酸溶液中，记为溶液B，其中苯胺单体占溶液B的体积分数为5％，将溶液A与溶液B分别超声分散均匀后冷却至-5℃，其中，质子酸溶液中盐酸和十二烷基苯磺酸的摩尔比为0.2:1。(2)将溶液A缓慢滴入溶液B中，其中溶液A中过硫酸铵与溶液B中苯胺单体的摩尔比为0.8:1，在-5℃下，静态氧化聚合反应2-18h，得到反应产物。(3)将反应产物进行过滤和洗涤，真空干燥后研磨分散，得到具有微纳二级结构的改性聚苯胺，其中平均直径为60nm，长度为1μm的纤维状微米级聚苯胺作为支撑骨架，平均直本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性聚苯胺复合吸附剂，其特征在于：所述改性聚苯胺复合吸附剂包括改性聚苯胺、碳纳米管和黏土，所述改性聚苯胺具有微纳二级结构，所述微纳二级结构为微米级聚苯胺作为支撑骨架，纳米级聚苯胺分布在支撑骨架的表面，所述微米级聚苯胺为平均直径为60‑230nm长度为1‑12μm的纤维，所述纳米级聚苯胺为平均直径为20‑50nm，比表面积为350‑770m2/g的球形颗粒状，所述改性聚苯胺采用化学原位氧化法制备。
【技术特征摘要】
1.一种改性聚苯胺复合吸附剂，其特征在于：所述改性聚苯胺复合吸附剂包括改性聚苯胺、碳纳米管和黏土，所述改性聚苯胺具有微纳二级结构，所述微纳二级结构为微米级聚苯胺作为支撑骨架，纳米级聚苯胺分布在支撑骨架的表面，所述微米级聚苯胺为平均直径为60-230nm长度为1-12μm的纤维，所述纳米级聚苯胺为平均直径为20-50nm，比表面积为350-770m2/g的球形颗粒状，所述改性聚苯胺采用化学原位氧化法制备。2.根据权利要求1所述的一种改性聚苯胺复合吸附剂，其特征在于，所述改性聚苯胺复合吸附剂中按重量份计，包括：改性聚苯胺40-50份、碳纳米管2-10份和黏土3-8份。3.根据权利要求1或者2所述的一种改性聚苯胺复合吸附剂，其特征在于：所述黏土为微纳米级硅藻土，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，直径为5-200nm，长度为1-50μm，。4.根据权利要求1或者2所述的一种改性聚苯胺复合吸附剂，其特征在于，所述改性聚苯胺复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化剂过硫酸铵溶于质子酸溶液中，记为溶液A，取苯胺单体溶于质子酸溶液中，记为溶液B，将溶液A与溶液B分别超声分散均匀后冷却至-5～0℃；(2)将步骤(1)制备的溶液A缓慢滴入步骤(1)制备的溶液B中，在-5～0℃下，静态氧化聚合反应2-18h，得到反应产物；(3)将步骤(2)制备的反应产物进行过滤和洗涤，真空干燥后研磨分散，得到改性聚苯胺；(4)将碳纳米管溶于水中，超声分散均匀，加入步骤(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：李风浪，李舒歆，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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