MIL-100(Fe/Co)衍生磁性复合材料催化降解水中氯霉素的方法及应用

摘要

本发明公开了MIL‑100(Fe/Co)衍生磁性复合材料(CoFe

说明书

技术领域

本发明属于环境功能材料和水污染控制技术领域，涉及一种MIL-100(Fe/Co)衍生磁性复合材料(CoFe

背景技术

近年来，药品及个人护肤品(PPCPs)作为环境污染中一类新型污染物引起人们的普遍关注。PPCPs已在底泥、污水、地下水和地表水及饮用水中广泛检出，且我国水体中含有112种以上PPCPs污染物。氯霉素是一种人们广泛使用的抗生素，研究表明：氯霉素长期暴露于环境中通过食物链累积，给人体身体健康造成了潜在的危害，因此，有必要研究去除环境中氯霉素的处理技术。目前，处理环境中氯霉素的方法主要包括吸附法、生物降解法和常规化学法，这些方法或多或少都存在未将污染物真正去除、需要进行二次处理等问题使其使用过程中被限制。高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,AOPs)由于处理效率高，易于操作等优势被视为具有市场开发潜力的降解环境中PPCPs类污染物的技术。

以羟基自由基(

过一硫酸氢钾(2KHSO

文献检索结果表明：以MIL-100(Fe/Co)为模板采用高温煅烧法合成的磁性CoFe

发明内容

本发明的首要目的是克服现有处理技术的不足，提供一种MIL-100(Fe/Co)衍生磁性CoFe

本发明另一目的是提供所述用MIL-100(Fe/Co)为模板衍生的磁性CoFe

本发明的目的通过以下技术路线实现：MIL-100(Fe/Co)衍生磁性CoFe

所述MIL-100(Fe/Co)按一步水热方法合成；

所述磁性CoFe

所述磁性CoFe

1)先将1mmol Fe(NO

2)将水热后的前驱体MIL-100(Fe/Co)材料用甲醇洗3次，离心过滤，放置在80℃真空烘箱中干燥24h；

3)将烘干的样品置于300℃煅烧3h，样品经自然冷却后研磨成粉即得磁性CoFe

所述MIL-100(Fe/Co)前驱体中Co与Fe的摩尔质量比为1:1，优选煅烧温度为300℃，煅烧时间为3h；

所述氯霉素溶液浓度优选为10mg/L，其溶液pH优选为4～11；

所述磁性CoFe

所述反应条件优选为25℃300rpm搅拌5～100min；

所述MIL-100(Fe/Co)衍生磁性CoFe

本发明相对现有技术有如下优异效果：

(1)本发明首次发现MIL-100(Fe/Co)衍生磁性CoFe

(2)本发明所提供的磁性CoFe

(3)本发明提供的制备方法能有效解决了Co

(4)本发明反应条件温和，在常温常压下即可进行反应，对设备要求不要，属于低能耗处理工艺；

(5)本发明提供的磁性CoFe

附图说明

图1为MIL-100(Fe/Co)衍生磁性CoFe

图2为通过调整MIL-100(Fe/Co)中Fe/Co比衍生的不同氧化物分别催化过一硫酸氢钾(PMS)降解去除水中氯霉素(CAP)性能对比示意图；

图3为在三种体系下(只有催化剂、只有PMS、催化剂和PMS复合体系)降解去除水中氯霉素(CAP)性能对比示意图；

图4为本发明制备的磁性CoFe

图5为本发明制备的磁性CoFe

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1：MIL-100(Fe/Co)为模板衍生的磁性CoFe

(1)先将1mmol Fe(NO

(2)对本实施例制备的磁性CoFe

实施例2：调整MIL-100(Fe/Co)前驱体中Fe/Co比衍生的不同金属氧化物催化PMS降解水中氯霉素性能对照实验，具体内容如下：

(1)降解水中氯霉素效能：配制浓度为10mg/L氯霉素水溶液待用。分别量取100mL浓度为10mg/L的氯霉素水溶液于4个洁净反应瓶并编号，向1号反应瓶加入按实施例1制备方法制得的磁性CoFe

(2)将1、2、3和4号反应复合体系所得数据绘制成曲线图(图中用Fe-CoXY代表Fe/Co摩尔比)。如图2所示，其中，图中用Fe-CoXY代表Fe/Co摩尔比，不同Fe/Co下MIL-100(Fe/Co)为模板衍生出的磁性金属氧化物–PMS复合体系降解效果不同；相比于其他三个体系，MIL-100(Fe/Co＝0:1)衍生出Co

实施例3：不同体系下降解水中氯霉素性能对照实验，具体内容如下：

(1)降解水中氯霉素效能：配制浓度为10mg/L氯霉素水溶液待用。分别量取100mL浓度为10mg/L的氯霉素水溶液于3个洁净反应瓶并编号，向1号反应瓶加入按实施例1制备方法制得的磁性CoFe

(2)将1、2、3和4号反应复合体系所得数据绘制成曲线图。如图3所示，PMS对水中氯霉素的去除率几乎为0，单独磁性CoFe

实施例4：初始pH对MIL-100(Fe/Co)为模板衍生出的磁性CoFe

(1)按实施例1制备出磁性CoFe

(2)配制浓度为10mg/L氯霉素水溶液，分别量取100mL氯霉素目标液于5个洁净反应瓶，编号后将目标液pH分别调为4.17、6.95、9.8和10.58，第5个反应瓶不做处理(原始pH为8.20)；向5个反应瓶分别加入一定量的磁性CoFe

(3)将所得数据绘制成曲线图，如图4所示，磁性CoFe

实施例5：磁性CoFe

(1)按实施例1制备出磁性CoFe

(2)配制浓度为10mg/L氯霉素水溶液，分别量取100mL氯霉素目标液于4个洁净反应瓶并编号；按0.05、0.1、0.2和0.4g/L投加量分别向1号、2号、3号和4号反应瓶加入磁性CoFe

(3)将所得数据绘制成如5所示的曲线图，反应100min后，磁性CoFe

实施例6：磁性CoFe

(1)按实施例1制备磁性CoFe

(2)配制浓度为10mg/L氯霉素水溶液，分别量取100mL浓度为10mg/L的氯霉素水溶液于1个洁净反应瓶，后向该反应瓶加入磁性CoFe

(3)磁性CoFe

(4)将所得磁性CoFe