一种用于吸附土霉素的蒙脱石‑胡敏酸复合胶体颗粒制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种用于吸附土霉素的蒙脱石‑胡敏酸复合胶体制备方法及其应用。该制备方法是以蒙脱石和胡敏酸为主要原料，将含胡敏酸的碱溶液与定量的蒙脱石混合后，再经过一系列特定参数的后处理步骤，得到蒙脱石‑胡敏酸复合胶体颗粒。本发明专利技术通过特定工艺参数将蒙脱石与胡敏酸有机复合在一起，得到以蒙脱石为壁材、胡敏酸为芯材的吸附剂材料，具有很高的比表面积以及特殊的电荷属性，可提供足够的吸附位点，从而增加对土霉素的吸附容量。

For the adsorption of oxytetracycline montmorillonite Hu Min acid composite colloidal particles and preparation method and Application

The invention discloses a method for preparing montmorillonite Hu Min acid composite colloid adsorption of oxytetracycline and its application. The preparation method is using montmorillonite and Hu Min acid as the main raw material, containing Hu Min acid alkali solution and quantitative Montmorillonite Mixed, then through a series of specific parameters of the postprocessing step, get Hu Min acid montmorillonite composite colloidal particles. The present invention through specific process parameters of montmorillonite and Hu Min acid organic compound together, obtained using montmorillonite as adsorbent material of wall material, humic acid as the core material, has very high specific surface area and special charge properties can provide sufficient adsorption sites, thereby increasing the adsorption capacity of oxytetracycline.

【技术实现步骤摘要】
一种用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法及应用
本专利技术属于功能材料领域，具体而言，涉及一种处理含抗生素废水的吸附材料，进一步涉及用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体制备方法及其应用。
技术介绍
土霉素属于四环素类抗生素，主要用于革兰氏菌引起的感染，在药品市场中占有重要地位，目前是世界上应用最为广泛的抗生素之一，其作为外源性化合物，若处理不当进入环境，极有可能形成“假性持久性”污染，进而会对人类健康和生态系统构成极大的威胁。据不完全统计，在我国长三角流域、珠三角流域、辽河以及海河的主要水体和沉积物中均有抗生素类检出，其中土霉素的检出频率较高。环境中土霉素的来源主要包括两种途径，一是制药企业的废水排放，二是畜禽及鱼类养殖业的滥用，由于吸收率低的特性使得绝大部分土霉素未经代谢以原型态排出生物体外，通过尿液或粪便的形式进入环境。鉴于此，土霉素的有效处理方法成为了领域内的研究热点。目前，国内外处理土霉素废水的方法可以分为物理法、化学法和生物法，其中，生物法主要包括好氧处理法、厌氧处理法及光合细菌处理法等，由于高浓度的土霉素对微生物存在强烈的抑制作用，因而生物法的使用存在较大的限制，要求严苛的进水浓度条件，往往作为后处理环节使用；化学法主要包括光催化氧化法、Fe-C处理法等，处理效果虽较为理想，但存在光催化剂的选择性及成本过高的问题；物理法仍是土霉素废水的主要处理方法，同时可作为生物法的预处理环节，进行联合的深度处理，吸附法作为物理法中运用最为成熟的一种方法，具有便捷、高效、无二次污染等一系列优点，然而目前用于吸附土霉素的吸附剂主要以活性炭及改性纳米材料为主，成本过高或制备过程复杂，限制了其在该方向的进一步广泛应用。申请号201010557877.2《一种碱性条件下制备蒙脱石-胡敏酸复合体的方法》公开了将定量的蒙脱石和胡敏酸混合后在中性或碱性环境下震荡、离心，得到复合体，得到的复合体用于吸附重金属镉，但是该方法制备得到的复合体对镉的最大吸附量仅仅不到30mg/g，且金属与抗生素性质完全不同，通过实验发现其对土霉素的吸附量也极低。《不同极性有机污染物在腐殖质-蒙脱石复合物上的吸附特性》(张立超等，2015年6月，安全与环境学报)也公开了将胡敏酸与蒙脱石按照固定质量比混合后调节溶液pH为中性，搅拌后离心，得到胡敏酸-蒙脱石复合物对不同极性有机污染物吸附时，只有对1，2-二氯苯的吸附量最大，且在平衡浓度为50mg/L时，吸附量最高为200mg/kg，仍然存在吸附量极低的不足。而现有去除土霉素一般采用活性碳或者其它复合物，例如申请号201610889211.4《一种土霉素吸附剂的制备方法》公开了以Cr(NO3)3·9H2O、H2BDC、乙二胺为原料，通过水热反应制备得到吸附剂，但是该方法过程复杂，反应难以控制，且吸附剂对土霉素的吸附量最高不到110mg/g，并且目前尚未发现将蒙脱石、胡敏酸应用于吸附处理土霉素废水的研究报道。鉴于此，迫切需要开发一种制备过程相对简单且成本低廉的吸附剂，用于土霉素废水的有效处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术处理土霉素废水时存在的不足，提供一种成本低廉、制备过程简单，且土霉素去除率高的蒙脱石-胡敏酸复合胶体制备方法及其应用。为了实现本专利技术的目的，通过大量试验研究并不懈努力探索蒙脱石-胡敏酸的最佳复合工艺参数，最终获得了如下技术方案：一种用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，由以下步骤制备而成：步骤1、向胡敏酸胶体溶液中加入蒙脱石原料，其中蒙脱石原料中蒙脱石与胡敏酸胶体溶液中胡敏酸的质量比为1：(0.16～0.40)，滴加强酸调节混合胶体溶液pH为2～4，同时在室温下对混合胶体溶液进行搅拌均匀，之后将混合溶液室温下避光静置，得到复合胶体分散液；步骤2、对步骤1得到的复合胶体分散液进行减压蒸发浓缩，减压蒸发压力为-0.1MPa～-0.3MPa，蒸发温度为40～60℃，得到复合胶体浓缩液，静置15～30min，其中复合胶体浓缩液的体积为复合胶体分散液体积的1/9～1/3；蒸发浓缩步骤进一步提高了蒙脱石中胡敏酸的负载量；步骤3、对复合胶体浓缩液进行离心处理，得到复合胶体精液；步骤4、复合胶体精液经真空冷冻干燥，得到蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒。优选地，本专利技术提供的用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其中步骤1中所述胡敏酸胶体溶液是将胡敏酸原料溶于氢氧化钠溶液中，室温下搅拌至完全溶解而得，所述胡敏酸原料选自腐殖酸或胡敏酸。进一步优选地，所述氢氧化钠溶液的质量体积比浓度为2～6％，所述胡敏酸原料与所述氢氧化钠溶液的固液比为1:(4～10)，搅拌转速为600～800rpm，搅拌时间30～60min。进一步优选地，本专利技术提供的用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其中步骤1中所述蒙脱石原料选自膨润土或蒙脱石。进一步优选地，本专利技术提供的用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其中步骤1中滴加强酸调节混合胶体溶液pH为2.5～3.0。进一步优选地，本专利技术提供的用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其中步骤1中搅拌处理为磁力搅拌，磁力搅拌转速为1000～1200rpm，搅拌10～15min，静置时间为60-120min。进一步优选地，本专利技术提供的用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其中步骤3中所述离心转速为4000～8000rpm，离心时间为10～30min。进一步优选地，本专利技术提供的用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其中步骤5中所述真空冷冻干燥温度为-35～-45℃，干燥时间为180～360min。本专利技术还提供制备方法得到的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒在吸附水体中土霉素中的应用。最后，本专利技术还提供处理水体中土霉素的方法，该方法包括将上述制备方法得到的将蒙脱石-胡敏酸胶体颗粒按照固液比(kg：L)为1:(2000～5000)的比例加入到含土霉素的水体中，调节液相pH为4-6，搅拌吸附后静置分层，过滤，其中水体中土霉素的浓度为50～250mg/L，吸附时间为600～900min。本专利技术方法中过滤为粗滤方式，具体为采用定性滤纸进行过滤。本专利技术相对于现有技术，具有如下技术效果：(1)本专利技术以蒙脱石和膨润土为原料，来源广泛，成本低廉，且对环境友好；(2)本专利技术先将蒙脱石在溶液中负载胡敏酸，再通过蒸发浓缩步骤进一步提高蒙脱石中胡敏酸的负载量；制备得到蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒，对水体中土霉素的去除率可以达到80％以上，且适用于对浓度为50-250mg/L的土霉素溶液进行处理；(3)本专利技术通过特定工艺参数将蒙脱石与胡敏酸有机复合在一起，得到以蒙脱石为壁材、胡敏酸为芯材的吸附剂材料，具有很高的比表面积以及特殊的电荷属性，可提供足够的吸附位点，从而增加对土霉素的吸附容量。(4)本专利技术制备过程简单、易行，便于工业化大生产，同时处理后易于分离。附图说明图1为本专利技术制备方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。实施例1如图1所示，一种制备蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒的方法，按照以下步骤制备：步骤一、溶解：将胡敏酸以固液比(kg：m3)1：10的比例溶解于质量体积比浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于吸附土霉素的蒙脱石‑胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其特征在于由以下步骤制备而成：步骤1、向胡敏酸胶体溶液中加入蒙脱石原料，其中蒙脱石原料中蒙脱石与胡敏酸胶体溶液中胡敏酸的质量比为1：(0.16～0.40)，滴加强酸调节混合胶体溶液pH为2～4，同时在室温下对混合胶体溶液进行搅拌均匀，之后将混合溶液室温下避光静置，得到复合胶体分散液；步骤2、对步骤1得到的复合胶体分散液进行减压蒸发浓缩，减压蒸发压力为‑0.1MPa～‑0.3MPa，蒸发温度为40～60℃，得到复合胶体浓缩液，静置15～30min，其中复合胶体浓缩液的体积为复合胶体分散液体积的1/9～1/3；步骤3、对复合胶体浓缩液进行离心处理，得到复合胶体精液；步骤4、复合胶体精液经真空冷冻干燥，得到蒙脱石‑胡敏酸复合胶体颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其特征在于由以下步骤制备而成：步骤1、向胡敏酸胶体溶液中加入蒙脱石原料，其中蒙脱石原料中蒙脱石与胡敏酸胶体溶液中胡敏酸的质量比为1：(0.16～0.40)，滴加强酸调节混合胶体溶液pH为2～4，同时在室温下对混合胶体溶液进行搅拌均匀，之后将混合溶液室温下避光静置，得到复合胶体分散液；步骤2、对步骤1得到的复合胶体分散液进行减压蒸发浓缩，减压蒸发压力为-0.1MPa～-0.3MPa，蒸发温度为40～60℃，得到复合胶体浓缩液，静置15～30min，其中复合胶体浓缩液的体积为复合胶体分散液体积的1/9～1/3；步骤3、对复合胶体浓缩液进行离心处理，得到复合胶体精液；步骤4、复合胶体精液经真空冷冻干燥，得到蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒。2.根据权利要求1所述用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其特征在于：步骤1中所述胡敏酸胶体溶液是将胡敏酸原料溶于氢氧化钠溶液中，室温下搅拌至完全溶解而得，所述胡敏酸原料选自腐殖酸或胡敏酸。3.根据权利要求2所述用于吸附土霉素的蒙脱石-胡敏酸复合胶体颗粒制备方法，其特征在于：所述氢氧化钠溶液的质量体积比浓度为2～6％，所述胡敏酸原料与所述氢氧化钠溶液的固液比为1:(4～10)，搅拌转速为600～800rpm，搅拌时间30～60min。4.根据权利要求1所述用于吸附土霉素...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵钺，
申请(专利权)人：宝鸡文理学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61