CN107522254A - 一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法，其具体包括：在含四环素废水中，加入三价铁离子，使三价铁离子与四环素分子的摩尔比为1:40‑2:1，并在常温下以频率135‑145rpm回旋振荡1‑4小时，振荡后加入合成树脂，合成树脂的添加量为0.1‑1g/L，再振荡4‑24小时，合成树脂对四环素的吸附容量为0.046mmol/g‑1.209mmol/g。本发明不仅对四环素的吸附容量高，而且反应时间仅为4‑24小时，且简单可行，便于回收利用，不会产生二次污染，具有良好应用价值。

Description

一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法
技术领域
本发明涉及一种去除水体中四环素的方法，特别是一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法。
背景技术
四环素是一种由微生物自然产生的抗生素，已经被成功地从真菌中分离出来。四环素为黄色结晶粉末，相对易溶于水和较低级的伯醇类，不溶于非极性的有机溶剂。四环素在低剂量添加时可以当畜禽的生长促进剂，而高剂量使用时可用来治疗疾病。四环素类抗生素的使用开始于1948年，在我国，至今仍用于家畜饲养的防疾病和促生长。每年约有9.7万t抗生素(占年总产量的46.1％)用于畜牧养殖业中，家禽生产中90％的抗生素被作为饲料添加剂。由于这类化合物在生物活体中的不完全代谢而被排泄至水环境中，该化合物溶解度大，在环境中不易被生物降解，易在水环境中储存和蓄积，四环素类抗生素在环境中比较稳定，其半衰期长达20天到半年。残留的抗生素可以激发微生物的选择性遗传变异从而导致抗生素耐药病原体的出现，成为一种危害环境及人类健康的潜在风险，有研究显示，无论是地表水还是饮水中均已检测到这类抗生素。它具有较显著的致突变、致畸作用和胚胎毒性，能产生巨大的生态毒理效应，对人类健康造成严重威胁。
水体中四环素的常规处理为MBR处理,但是此工艺对四环素的针对性不高，其处理出水无法避免仍会有一定量的四环素类物质存在，其他方法如生物降解法、膜处理法、电降解法和光催化降解法、化学氧化法等虽然有较好的去除效率，但是受环境及成本的限制不利于实际应用。吸附法被认为是最适合去除四环素的方法，因为它可以抑制毒害性和防止其流入水环境中，但是根据当前的研究，单纯的合成树脂对四环素基本没有去除效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对四环素污染环境难降解的问题，提供一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法，该方法简单可行，去除效果非常好，具有良好应用价值。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法，其具体包括：在含四环素废水中，加入三价铁离子，使三价铁离子与四环素分子的摩尔比为1:40-2:1，并在常温下以频率135-145rpm回旋振荡1-4小时，振荡后加入合成树脂，合成树脂的添加量为0.1-1g/L，再振荡4-24小时，合成树脂对四环素的吸附容量为0.046mmol/g-1.209mmol/g。
上述方案中，所述三价铁离子来自九水合硝酸铁或氯化高铁。
上述方案中，所述合成树脂为聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠为主的复合物。
上述方案中，所述合成树脂的合成方法为：所述合成树脂的合成方法为：先将15.00克丙烯酰胺和0.08克NN-亚甲基双丙烯酰胺溶于75mL丙烯酸超声振荡5分钟，制成混合物；再将25.00克氢氧化钠和0.25克的过硫酸钾用5mL水溶解并缓慢加入到混合物中并超声20分钟；然后倒入反应釜后在80度的恒温箱中聚合4小时，反应后的聚合物放置到碱性溶液中磁力搅拌24小时后，用纯净水脱碱并干燥，即得到复合物聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠。
上述方案中，所述合成树脂的合成原理为:本实验中以丙烯酸、丙烯酰胺为聚合单体，通过添加引发剂过硫酸钾，交联剂NN-亚甲基双丙烯酰胺，中和剂氢氧化钠合成聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠。
四环素一般条件下带负电或呈中性，不易被合成树脂吸附，三价铁离子Fe(III)是带正电荷的离子，其具有大量的空轨道，不仅与四环素形成配位作用，而且能与合成树脂形成配位作用，三价铁离子Fe(III)在其中起到了一个连接的桥梁作用。本发明在含四环素废水中加入三价铁离子，三价铁离子Fe(III)与四环素生成的产物能够被合成树脂吸附，从而能达到去除四环素的目的。
与现有技术相比，本发明创造的优点为：
1、本发明利用三价铁离子促进合成树脂去除水体中四环素，三价铁和树脂均为生活中常见易得的材料，经过反复实验，加入三价铁之后，合成树脂对四环素的去除率最高可达99％，不仅对四环素的吸附容量高，而且反应时间仅为4-24小时，大大缩短了反应时间。
2、本发明方法简单可行，且便于回收利用，不会产生二次污染，具有良好应用价值。
附图说明
图1为实施例1的合成树脂PP1在不同Fe(III)添加量的情况下对不同浓度四环素(TC)的吸附容量，图中横坐标为四环素的平衡浓度，纵坐标为合成树脂对四环素的吸附容量。
图2为实施例2的合成树脂PP1在不同时间对四环素(TC)的吸附容量，横坐标为时间，纵坐标为合成树脂PP1对四环素的吸附容量。
图3为实施例1、2得到的合成树脂PP1的红外图谱。
具体实施方式
实施例1：
分别在100ml浓度分别为0.25mmol/L、0.5mmol/L、1.0mmol/L、2.0mmol/L的含四环素废水中加入0.05mmol/L、0.1mmol/L、0.2mmol/L、0.5mmol/L九水合硝酸铁，并在常温下以频率140rpm回旋振荡2小时，振荡后再加入0.05g合成树脂PP1再振荡16小时后取上清液测四环素浓度，吸附容量如图1。
合成树脂PP1的合成方法为：先将15.00克丙烯酰胺和0.08克NN-亚甲基双丙烯酰胺溶于75mL丙烯酸超声振荡5分钟，制成混合物；再将25.00克氢氧化钠和0.25克的过硫酸钾用5mL水溶解并缓慢加入到混合物中并超声20分钟；然后倒入反应釜后在80度的恒温箱中聚合4小时，反应后的聚合物放置到碱性溶液中磁力搅拌24小时后，用纯净水脱碱并干燥，即得到复合物聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠。
实施例2：
按100ml浓度为1.0mmol/L的含四环素废水中加入0.5mmol/L九水合硝酸铁的标准向含四环素废水中加入九水合硝酸铁，并在常温下以频率140rpm回旋振荡2小时，振荡后再加入0.05g人工合成树脂PP1分别振荡10、30、60、120、300、1200分钟后取上清液测四环素浓度，吸附容量如图2。
合成树脂PP1的合成方法为：所述合成树脂的合成方法为：先将15.00克丙烯酰胺和0.08克NN-亚甲基双丙烯酰胺溶于75mL丙烯酸超声振荡5分钟，制成混合物；再将25.00克氢氧化钠和0.25克的过硫酸钾用5mL水溶解并缓慢加入到混合物中并超声20分钟；然后倒入反应釜在80度的恒温箱中聚合4小时，反应后的聚合物放置到碱性溶液中磁力搅拌24小时后，用纯净水脱碱并干燥，即得到复合物聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠。

Claims (4)

1.一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法，其特征在于具体包括：在含四环素废水中，加入三价铁离子，使三价铁离子与四环素分子的摩尔比为1:40-2:1，并在常温下以频率135-145rpm回旋振荡1-4小时，振荡后加入合成树脂，合成树脂的添加量为0.1-1g/L,再振荡4-24小时，合成树脂对四环素的吸附容量为0.046mmol/g-1.209mmol/g。
2.根据权利要求1所述的一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法，其特征在于，所述三价铁离子来自九水合硝酸铁或氯化高铁。
3.根据权利要求1所述的一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法，其特征在于，所述合成树脂为聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠复合物。
4.根据权利要求3所述的一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法，其特征在于，所述合成树脂的合成方法为：先将15.00克丙烯酰胺和0.08克NN-亚甲基双丙烯酰胺溶于75mL丙烯酸超声振荡5分钟，制成混合物；再将25.00克氢氧化钠和0.25克的过硫酸钾用5mL水溶解后缓慢加入到混合物中并超声20分钟；然后倒入反应釜在80度的恒温箱中聚合4小时，反应后的聚合物放置到碱性溶液中磁力搅拌24小时后，用纯净水脱碱并干燥，即得到复合物聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102814163A (zh) * 2012-09-03 2012-12-12 湖南农业大学 高效去除四环素的磁性生物炭的制备方法
CN107159112A (zh) * 2017-05-26 2017-09-15 湖南农业大学 磁性复合吸附剂去除废水中四环素的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102814163A (zh) * 2012-09-03 2012-12-12 湖南农业大学 高效去除四环素的磁性生物炭的制备方法
CN107159112A (zh) * 2017-05-26 2017-09-15 湖南农业大学 磁性复合吸附剂去除废水中四环素的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
符云聪: ""铁系材料去除水体中四环素的性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（工程科技Ⅰ辑）》 *

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