[发明专利]一种双配体锆MOFs吸附剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种双配体锆MOFs吸附剂的制备方法，包括以下步骤：1)将硝酸锆、2‑氨基对苯二甲酸、2‑羟基对苯二甲酸、乙酸、N,N‑二甲基甲酰胺均匀混合，持续搅拌2‑4小时，得到橙红色溶液；2)将橙红色溶液转移至反应釜中反应20‑25小时，反应温度为140‑160℃；3)反应后，过滤、洗涤、干燥，得淡黄色的双配体锆MOFs固体粉末。本发明的双配体锆MOFs吸附剂具有良好的吸附诺氟沙星的性能，在100mL含初始浓度为35mg/L诺氟沙星抗生素的水体中，双配体锆MOFs吸附剂对诺氟沙星的吸附量为213.34mg/g，重复使用5次后吸附能力保持70％，在抗生素的去除应用中具有巨大意义。

技术领域

本发明涉及一种双配体锆MOFs吸附剂、制备方法及其应用，属于环境处理技术领域。

背景技术

抗生素诺氟沙星是一种人工合成类抗菌药物，因其抗菌性好，副作用少、价格低廉等特点而被广泛应用于医疗领域，但用药后的大量残留会随污水进入到周围环境中，进而通过食物链富集作用危害人体健康。抗生素的滥用会导致病原微生物产生耐药性，使得抗生素能杀死细菌的有效剂量不断增加，低剂量的抗生素长期排入环境中，会造成敏感菌耐药性的增强，且耐药基因亦可在环境中扩展和演化，对生态环境及人类健康造成潜在威胁。传统的吸附剂对抗生素的吸附效果并不理想。

金属有机骨架材料是一种有机-无机杂化的材料，也称配位聚合物，它既不同于无机多孔材料，也不同于一般的有机配合物，兼具无机材料的刚性和有机材料柔性的特征，使其在现代材料研究方面呈现出巨大的发展潜力和诱人的发展前景。而多数金属有机骨架材料在水体中并不稳定，因此很难被用在水环境处理方面；其次，金属有机骨架材料由于其材料的特殊性，大多数合成较为复杂，且材料通常呈无定形状态，团聚严重，结晶性差。因此开发一种水稳定性好、合成简便、结晶性高且具有良好吸附性能的金属有机骨架材料具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种双配体锆MOFs吸附剂、制备方法及其应用，实现对水中抗生素诺氟沙星的高效去除。

为了实现上述目的，本发明采用的一种双配体锆MOFs吸附剂，所述吸附剂为微孔变形八面体结构，八面体边长为100-300nm，比表面积为700-1000m²/g。

另外，本发明还提供了一种所述双配体锆MOFs吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将硝酸锆、2-氨基对苯二甲酸、2-羟基对苯二甲酸、乙酸、N,N-二甲基甲酰胺均匀混合，持续搅拌2-4小时，得到橙红色溶液；

2)将橙红色溶液转移至反应釜中反应20-25小时，反应温度为140-160℃；

3)反应后，过滤、洗涤、干燥，得淡黄色的双配体锆MOFs固体粉末。

作为改进，所述步骤1)中硝酸锆、2-氨基对苯二甲酸、2-羟基对苯二甲酸的摩尔质量比为1:(1.5-2):1.5。

作为改进，所述乙酸、N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:(10-12)，且硝酸锆、2-氨基对苯二甲酸、2-羟基对苯二甲酸的总质量与乙酸、N,N-二甲基甲酰胺的总质量比为1:50-70。

作为改进，所述步骤1)中的搅拌和步骤3)中的过滤、洗涤，均在室温下进行。

作为改进，所述步骤3)中采用真空干燥的温度为60℃，干燥时间为24小时。

最后，本发明还提供了一种双配体锆MOFs吸附剂在去除水中诺氟沙星的应用。

作为改进，应用的具体步骤如下：将双配体锆MOFs吸附剂均匀分散在含诺氟沙星抗生素的待处理水体中，吸附2-6小时，过滤除去双配体锆MOFs吸附剂，得到净化水。

作为改进，对于浓度为5-35ppm的诺氟沙星抗生素待处理水体，所述双配体锆MOFs吸附剂的用量为0.1g/L。