可降解再生的晶型硫化铜吸附剂及其光催化降解再生方法技术

本发明专利技术提供可降解再生的晶型硫化铜吸附剂及其光催化降解再生方法，对抗生素类污染物吸附效果好，又可光催化再生的晶型硫化铜吸附剂。该可降解再生的晶型硫化铜吸附剂为管状，直径为5

【技术实现步骤摘要】
可降解再生的晶型硫化铜吸附剂及其光催化降解再生方法
[0001]
：本专利技术属于水污染控制领域，具体涉及一种可降解再生的晶型硫化铜吸附剂，以及该吸附剂的光催化降解再生方法。
[0002]
技术介绍
：随着抗生素类药物的广泛使用，水中抗生素污染日益加剧，目前文献报道的治理方法较多，其中吸附法是常用的一种方法。包括活性炭吸附，沸石，树脂，针铁矿，硫化铜等。如CN201810230211 .2中使用负载氢氧化铜作为吸附剂，吸附去除水中的四环素；CN201310160020.0中应用无定型硫化铜作为吸附剂，吸附去除抗生素。然而CN201810230211 .2中未说明吸附饱和后的材料如何脱附再生，而CN201310160020.0中，要用到盐酸作为脱附剂，脱附再生吸附饱和后的材料。这些吸附剂脱附之后的混合液需要进行焚烧，重结晶分离等一系列处理手段，大大增加了处理成本和二次污染的风险。如何发挥吸附法简洁，快速，经济的优势，又避免脱附液的处理难题，是吸附法处理抗生素类污染物必须要面临和解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种对抗生素类污染物吸附效果好，又可再生的晶型硫化铜吸附剂。
[0004]本专利技术另一目的是提供上述晶型硫化铜吸附剂的光催化降解再生方法。
[0005]本专利技术的具体技术方案如下：一种可降解再生的晶型硫化铜吸附剂，该晶型硫化铜为管状，直径为5
‑
15μm，比表面积为200
‑
500m2/g。
[0006]上述可降解再生的晶型硫化铜吸附剂，该吸附剂的制备方法如下：1）在室温条件下将硫酸铜完全溶于乙醇中，配置成Cu
2+
摩尔浓度为0.4
‑
0.6mol/L的乙醇溶液，备用；2）向上述含Cu
2+
的乙醇溶液中加入硫代乙酰胺的乙醇溶液，其中硫代乙酰胺的摩尔浓度为0.1
‑
0.3mol/L，用量中Cu
2+
与硫代乙酰胺的摩尔比为（2
‑
10）：1；在150
‑
250 r/min的搅拌速度下搅拌陈化8
‑
36h，；将陈化后的溶液加入到衬有聚四氟乙烯的高压反应釜中进行溶剂热反应，反应温度为80
‑
150℃，反应时间为6
‑
10 h，自然冷却至室温，得到黑色CuS沉淀；3）将上述CuS黑色沉淀采用无水乙醇洗涤3
‑
4次，将其放入真空干燥箱中在45
‑
55℃下烘干1
‑
3h，得到晶型硫化铜吸附剂。
[0007]其中，所述室温条件下为5
‑
35℃温度；上述可降解再生的晶型硫化铜吸附剂在去除水中抗生素类污染物中的应用，所述抗生素类污染物为四环素类、青霉素类、大环内酯类、磺胺类氟喹诺酮类抗生素中的任意一种。
[0008]上述应用的具体过程如下：将含抗生素污染的废水先进行过滤去除悬浮杂质，然后将废水pH调节至5
‑
8；将可降解再生的晶型硫化铜吸附剂与废水混合吸附，在暗处吸附
30
‑
120分钟，吸附后过滤分离吸附剂。
[0009]可降解再生的晶型硫化铜吸附剂的光催化降解再生方法，将吸附抗生素类污染物的晶型硫化铜吸附剂分散至蒸馏水中，以250
‑
350WLED灯作为可见光光源，光照时间为20
‑
60min进行脱附再生。
[0010]本专利技术相比现有技术具有如下有益效果：1. 本专利技术的晶型硫化铜吸附剂与无定型硫化相比理化性质更加稳定，可以重复使用，对水中抗生素类污染物如四环素类、青霉素类、大环内酯类或磺胺类氟喹诺酮类抗生素去除效果均可以达到95%以上，循环利用次数达到5次以上。
[0011]2. 本专利技术的晶型硫化铜吸附剂具有可见光催化降解性能，可以将吸附饱和的硫化铜进行可见光降解再生，不需要脱附液和脱附抗生素的处理，避免二次污染。
[0012]3. 本专利技术的吸附剂吸附抗生素后具备可见光催化降解再生性能，既可以满足对水中抗生素类污染物具有快速吸附去除性能，同时又具有良好的可见光催化降解性能，可以将吸附在硫化铜上的抗生素类污染物降解为CO2和H2O，实现抗生素的最终无害化处理，避免了脱附液的繁琐处理及二次污染问题。
[0013]附图说明：图1为实施例1制备的晶型硫化铜的SEM图。
具体实施方式
[0014]实例1：本专利技术可降解再生的晶型硫化铜吸附剂，具体制备过程如下：1. 在35 ℃下将硫酸铜完全溶于200ml乙醇中，配置成Cu
2+
摩尔浓度为0.6 mol/L的乙醇溶液；35 ℃下向Cu
2+
醇溶液中加入200ml 0.2 mol/L含硫代乙酰胺的乙醇溶液（硫代乙酰胺浓度为0.2 mol/L），在200 r/min的搅拌速度下搅拌陈化36h；将陈化后的溶液加入到衬有聚四氟乙烯的高压反应釜中进行溶剂热反应，反应温度为150 ℃，反应时间为8 h，自然冷却至室温，得到黑色CuS沉淀；将CuS黑色沉淀采用无水乙醇洗涤4次，将其放入真空干燥箱中在50 ℃下烘干2h，得到晶型硫化铜。
[0015]本实例制备的晶型硫化铜为管状，如图1的SEM图所示。该晶型硫化铜的直径为5
‑
15μm，比表面积为200
‑
500m2/g。
[0016]吸附测试：将初始浓度为50 mg/L，初始pH值为8的四环素溶液250 ml与0.5g上述晶型硫化铜吸附剂混合，在暗处吸附30min后，将硫化铜滤出。测得溶液中四环素浓度为0.18mg/L，去除率达99.6%。
[0017]脱附再生：将上述吸附了四环素污染物的晶型硫化铜吸附剂分散至蒸馏水中，以300W LED灯为可见光源，采用光照60min对吸附四环素后的晶型硫化铜材料进行脱附再生，脱附完成后晶型硫化铜进行重复利用。
[0018]二次吸附：将按上述方法脱附的晶型硫化铜吸附剂，按上述吸附过程进行二次吸附，继续加入新的四环素溶液，同样条件下进行吸附，吸附后测得溶液中四环素浓度为1.73mg/L。去除
率达96.5%重复脱附与吸附，五次重复使用的抗生素的吸附去除率保持在88%以上。
[0019]实例2：本专利技术可降解再生的晶型硫化铜吸附剂，具体制备过程如下：在5 ℃下将硫酸铜完全溶于200ml乙醇中，配置成Cu
2+
摩尔浓度为0.4 mol/L的乙醇溶液；5 ℃下向Cu
2+
醇溶液中加入50ml 0.2 mol/L含硫代乙酰胺的乙醇溶液（硫代乙酰胺浓度为0.2 mol/L），在200 r/min的搅拌速度下搅拌陈化8h;将陈化后的溶液加入到衬有聚四氟乙烯的高压反应釜中进行溶剂热反应，反应温度为80 ℃，反应时间为8h，自然冷却至室温，得到黑色CuS沉淀；将CuS黑色沉淀采用无水乙醇洗涤3次，将其放入真空干燥箱中在50 ℃下烘干2h，得到晶型硫化铜。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可降解再生的晶型硫化铜吸附剂，该晶型硫化铜为管状，直径为5
‑
15μm，比表面积为200
‑
500m2/g。2.根据权利要求1所述可降解再生的晶型硫化铜吸附剂，该吸附剂的制备方法如下：1）在室温条件下将硫酸铜完全溶于乙醇中，配置成Cu
2+
摩尔浓度为0.4
‑
0.6mol/L的乙醇溶液，备用；2）向上述含Cu
2+
的乙醇溶液中加入硫代乙酰胺的乙醇溶液，其中硫代乙酰胺的摩尔浓度为0.1
‑
0.3mol/L，用量中Cu
2+
与硫代乙酰胺的摩尔比为（2
‑
10）：1；在150
‑
250 r/min的搅拌速度下搅拌陈化8
‑
36h；将陈化后的溶液加入到衬有聚四氟乙烯的高压反应釜中进行溶剂热反应，反应温度为80
‑
150℃，反应时间为6
‑
10 h，自然冷却至室温，得到黑色CuS沉淀；3）将上述CuS黑色沉淀采用无水乙醇洗涤3
‑
4次，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许正文，刘洋，李成楷，徐纪敏，闻斌，左晓俊，于江华，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：