一種吸附抗生素的高分子材料及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種吸附抗生素的高分子材料及其制備方法與應用。該高分子材料是將一定量的苯胺與鄰氨基苯酚的酸溶液在引發劑作用下反應后生成的固體沉淀，經過分離、洗滌、真空干燥、研磨所得聚苯胺衍生物高分子材料。本發明以聚苯胺衍生物高分子材料用于吸附水中的四環素、土霉素、金霉素、諾氟沙星抗生素類污染物，其吸附性能優于傳統的吸附材料。聚苯胺衍生物的最大吸附量為127.14mg/g，且本發明方法制備方法步驟簡單，成本低廉，操作方便。在污水中抗生素處理領域具有廣闊的應用前景。
【專利說明】一種吸附抗生素的高分子材料及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種吸附抗生素高分子材料及其制備方法與應用，屬于高分子復合材料【技術領域】，具體涉及一種吸附抗生素的聚苯胺衍生物吸附劑的制備，以及該改性聚苯胺吸附劑在吸附制藥廠廢水中抗生素的應用。
【背景技術】
[0002]隨著科技迅速地發展，在人們生活及生產中，抗生素類藥物被廣泛應用，并且存在濫用和非法使用的問題.濫用抗生素導致抗藥性健康風險已是人類的共識。大量抗生素最終進入環境并成為環境中新型的重要污染物之一。抗生素工業廢水是一類高色度、含難降解和較多生物毒性的高濃度有機廢水，國內目前約生產占世界20%?30%的抗生素。目前在許多國家的河流中已經有高含量的檢出。甚至在地下水中也檢測到抗生素的存在。抗生素類藥物進入環境最重要的途徑是經過城市污水處理廠。許多研究表明，污水處理廠并不能完全去除抗生素類藥物.近年來，抗生素在城市污水廠中的行為特征已經成為國外研究執占。
[0003]目前在城市污水中關于抗生素等污染物的處理方法主要由有活性炭吸附法、活性污泥法、氧化劑氧化法、絮凝法、濕式氧化法(WAO)、生物濾池等方法。其中氧化劑氧化法濕式氧化法(WAO)、生物濾池法等適合處理重污染高毒性的廢水，此類方法是一種無二次污染、很有效、很有發展前途的水處理方法但成本較高。其中絮凝法安全性能不理想，吸附法因操作步驟簡單，價廉易得同時處理工藝具有較高的安全性能，受到了越來越多相關科技工作者的關注。
[0004]聚苯胺及其衍生物自從1984年,被美國賓夕法尼亞大學的化學家MacDiarmld等重新開發以來，以其良好的熱穩定性，化學穩定性和電化學可逆性，優良的電磁微波吸收性能，潛在的溶解和熔融加工性能，原料易得，合成方法簡便，還有獨特的摻雜現象等特性，成為現在研究進展最快的導電高分子材料之一。以其為基礎材料，目前正在開發許多新技術，例如全塑金屬防腐技術、船舶防污技術、太陽能電池、電磁屏蔽技術、抗靜電技術、電致變色、傳感器元件、催化材料和隱身技術等。同時聚苯胺因其特殊的結構，高的比表面積以及形貌可控性，研究表明聚苯胺對于一些抗生素具有良好的吸附性能，但為了進一步實現工業化提高吸附量是該領域相關科技工作者急待解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種吸附抗生素的高分子材料的制備方法，其制備方法如下:先配置A溶液，以水為溶劑，溶液中酸的濃度為0.5?4.5mol/L,引發劑的濃度為
0.42?3.78mol/L ;再配置B溶液，以水為溶劑，溶液中酸的濃度為0.5?4.5mol/L、苯胺濃度為0.02?0.24mol/L、鄰氨基苯酚濃度為0.021?0.84mol/L ;將配置的A溶液在室溫條件下緩慢加入B溶液中，攪拌3?IOh，將反應后生成的固體沉淀，經過抽濾、洗滌、真空干燥、研磨制得吸附抗生素的酸摻雜態的聚苯胺衍生物高分子材料。[0006]所述A溶液和B溶液中使用的酸是鹽酸、硫酸、硝酸、十二烷基苯磺酸、樟腦磺酸的一種，A溶液和B溶液中所用的酸應為同種酸，而且濃度相等。
[0007]所述弓I發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀中的一種。
[0008]所述真空干燥的溫度為40?70°C。
[0009]本發明中吸附抗生素的高分子材料可以是酸摻雜態的聚苯胺衍生物高分子材料，也可以是經過NaOH中和所得的本征態聚苯胺衍生物高分子材料，本征態聚苯胺衍生物高分子材料的制備是將上述制備的酸摻雜態的聚苯胺衍生物高分子材料用濃度為0.5?
4.5mol/L的NaOH反摻雜4h后，用水、乙醇交替洗滌至中性，真空40?70 V條件下干燥8?12h制得的。
[0010]本發明另一目的是提供的一種吸附抗生素的高分子材料，其可以是酸摻雜態的聚苯胺衍生物高分子材料，也可以是吸附抗生素的本征態聚苯胺衍生物高分子材料。
[0011]本發明另一目的是將吸附抗生素的高分子材料應用在吸附廢水中四環素、土霉素、金霉素、諾氟沙星等抗生素，具體操作如下:
[0012]分別配置IOOml含有相同初始量(100mg/L)的A1 (四環素)、B1 ( 土霉素)、C1 (金霉素)、D1 (諾氟沙星)溶液，分別在各組溶液中加入IOOmg酸摻雜態聚苯胺衍生物高分子材料在25?65°C的條件下攪拌6h抽濾，分離吸附劑后，用紫外分光光度計測量各組溶液中的抗生素殘余量，計算吸附率。
[0013]本發明的優點和技術效果如下:
[0014]本發明制備的本征態聚苯胺衍生物和酸摻雜態的聚苯胺衍生物高分子材料的制備工藝簡單，原料價廉易得，成本低，同時本發明制備的本征態聚苯胺衍生物和酸參雜態的聚苯胺衍生物高分子材料化學穩定性好，用于抗生素吸附效果較好，易于分離，可循環利用，對環境不會造成二次污染等優點，在污水中抗生素處理領域具有較好的應用前景。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明，但本發明保護范圍并不限于所述內容。
[0016]實施例1:本吸附抗生素的高分子材料的制備方法
[0017]先配置A溶液，以蒸餾水為溶劑，溶液中鹽酸的濃度為0.5mol/L，引發劑過硫酸銨的濃度為0.42mol/L ;再配置B溶液，以水為溶劑，溶液中鹽酸的濃度為0.5mol/L、苯胺濃度為0.06mol/L、鄰氨基苯酚濃度為0.021mol/L ;將配置的A溶液在室溫條件下緩慢加入B溶液中，攪拌3h，將反應后生成的固體沉淀，經過抽濾、用蒸餾水洗滌至濾液澄清、真空40°C干燥、研磨制得酸摻雜的吸附抗生素的聚苯胺衍生物高分子材料。
[0018]本實施例提供的吸附抗生素的高分子材料，可以是如上制備的酸摻雜的聚苯胺衍生物高分子材料，也可以是本征態的聚苯胺衍生物高分子材料；本征態聚苯胺衍生物高分子材料的制備操作如下:
[0019]將按上述操作步驟獲得的酸摻雜的吸附抗生素的聚苯胺衍生物高分子材料用濃度為0.5mol/L的NaOH反摻雜4h后，然后用水、乙醇交替洗滌至中性(用PH計檢測顯示為7)，真空40°C條件下干燥8h，即得到吸附抗生素的本征態聚苯胺衍生物高分子材料。
[0020]將上述方法制得的酸參雜的吸附抗生素的聚苯胺衍生物高分子材料和吸附抗生素的本征態聚苯胺衍生物高分子材料用于吸附四環素、土霉素、金霉素、諾氟沙星等抗生素，具體操作如下:
[0021]分別配置100mL含有相同初始量(100mg/L)的A1 (四環素)'B1 (土霉素)X1 (金霉素)'D1 (諾氟沙星)溶液，分別在各組溶液中加入IOOmg吸附抗生素的高分子材料在25°C的條件下攪拌6h抽濾，分離吸附劑后，用紫外分光光度計測量各組溶液中的抗生素殘余量，
[0022]計算吸附率，結果如下:
[0023]表1:本征態聚苯胺衍生物高分子材料對抗生素的吸附性能
[0024]
【權利要求】
1.一種吸附抗生素的高分子材料的制備方法，其特征在于:先配置A溶液，以水為溶齊U，溶液中酸的濃度為0.5?4.5mol/L,引發劑的濃度為0.42?3.78 mol/L ;再配置B溶液，以水為溶劑，溶液中酸的濃度為0.5?4.5mol/L、苯胺濃度為0.02?0.24 mol/L、鄰氨基苯酚濃度為0.021?0.84 mol/L ;將配置的A溶液在室溫條件下緩慢加入B溶液中，攪拌3?10h，將反應后生成的固體沉淀，經過抽濾、洗滌、真空干燥、研磨制得吸附抗生素的酸摻雜態的聚苯胺衍生物高分子材料。
2.根據權利要求1所述的吸附抗生素的高分子材料的制備方法，其特征在于:A溶液和B溶液中使用的酸是鹽酸、硫酸、硝酸、十二烷基苯磺酸、樟腦磺酸的一種。
3.根據權利要求1或2所述的吸附抗生素的高分子材料的制備方法，其特征在于:弓丨發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀中的一種。
4.根據權利要求1所述的吸附抗生素的高分子材料的制備方法，其特征在于:將制備得到的酸摻雜態聚苯胺衍生物高分子材料用濃度為0.5?4.5mol/L的NaOH反摻雜4h后，用水、乙醇交替洗滌至中性，40?70°C條件下真空干燥8?12h，即得到吸附抗生素的本征態聚苯胺衍生物高分子材料。
5.權利要求1至4中任一項中所述的吸附抗生素的高分子材料的制備方法制得的高分子材料。
6.權利要求5中所述高分子材料在吸附廢水中四環素、土霉素、金霉素、諾氟沙星抗生素中的應用。
【文檔編號】C02F1/28GK104001483SQ201410204914
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】賈慶明, 王進, 陜紹云, 蘇紅瑩, 王亞明, 蔣麗紅 申請人:昆明理工大學