[发明专利]一种组合多孔碳纳米球基表面分子印迹滤料和超滤分子印迹膜的蒽环类抗生素废水处理方法

权利要求书

1.一种组合多孔碳纳米球基表面分子印迹滤料和超滤分子印迹膜的蒽环类抗生素废水处理方法的应用，其特征在于所述应用在低浓度发酵液中的蒽环类抗生素的选择性捕获及发酵液中低浓度有害物质的去除上的应用；所述低浓度为10μg/mL；

所述组合多孔碳纳米球基表面分子印迹滤料和超滤分子印迹膜的蒽环类抗生素废水处理方法包括以下步骤：

（1）多孔碳纳米球的制备：用葡萄糖为碳源，水热法制备单分散多孔碳纳米球，并用丙基三甲氧基硅烷对多孔碳纳米球进行硅烷化；

（2）多孔碳纳米球基表面分子印迹复合滤料的制备：以硅烷化的多孔碳纳米球为基质材料，表面枝接甲基丙烯酸功能单体，用热引发聚合的方法，在多孔碳纳米球表面合成识别蒽环类抗生素的分子印迹聚合物，并以二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂交联于硅烷化的多孔碳纳米球表面，得到多孔碳纳米球基表面分子印迹复合滤料；

（3）分子印迹聚合物的制备：以蒽环类抗生素为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，三乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，热引发聚合合成识别蒽环类抗生素的分子印迹聚合物；

（4）聚砜超滤膜铸膜液的制备：聚砜为原料，N-甲基吡咯烷酮为载体，添加丙酮和聚乙烯吡咯烷酮，制备得到聚砜超滤膜铸膜液；

（5）超滤分子印迹复合膜的制备：将所得蒽环类抗生素的分子印迹聚合物和聚砜超滤膜铸膜液按照比例混合均匀，制备蒽环类抗生素分子印迹与聚砜超滤复合膜；

（6）蒽环类抗生素废水的处理：先使用多孔碳纳米球基表面分子印迹过滤器对水中的目标蒽环类抗生素进行初步吸附和截留，接着使用超滤分子印迹复合膜辅助吸附蒽环类目标抗生素并去除其他污染物，实现废水处理，同时通过反冲洗后的洗脱，回收目标蒽环类抗生素；具体为先将预处理、pH调节至中性的蒽环类抗生素废水通过多介质过滤器，去除水中的剩余悬浮物质和大分子物质；接着将废水继续经过装有多孔碳纳米球基表面分子印迹复合滤料的过滤器，初步吸附截留目标蒽环类抗生素，最后将废水经过装有超滤分子印迹复合膜的过滤器，再次辅助吸附目标蒽环类抗生素并滤除其他污染物，得到处理后的回用水，直接排出即可；过滤器中的过滤介质先使用反冲洗水进行冲洗，清除表面杂质，反冲洗水返回预处理步骤或者pH调节步骤，经过反冲洗的多孔碳纳米球基表面分子印迹复合滤料和超滤分子印迹复合膜使用洗脱液洗脱后返回过滤器中重复使用，洗脱液统一收集即可提取蒽环类抗生素。

2.根据权利要求1所述的组合多孔碳纳米球基表面分子印迹滤料和超滤分子印迹膜的蒽环类抗生素废水处理方法的应用，其特征在于所述的蒽环类抗生素为盐酸阿霉素、柔红霉素、阿柔比星中的任一种。

3.根据权利要求1所述的组合多孔碳纳米球基表面分子印迹滤料和超滤分子印迹膜的蒽环类抗生素废水处理方法的应用，其特征在于步骤（1）中所述的单分散多孔碳纳米球的制备方法具体为：以葡萄糖晶体为原料，采用水热法，合成温度为180℃，反应时间28h，半成品于60℃供干，使用保护气氛电阻炉，氩气为保护气，在电阻炉石英管内800℃退火2h，得到成品多孔碳纳米球；所述的硅烷化的具体步骤为：在乙醇和水体积比3：1的混合溶液，加入多孔碳纳米球和1.5mL 丙基三甲氧基硅烷，用冰乙酸调节pH=5，混合系统65℃下水浴搅拌反应2h以上，用乙醇洗涤，去除残余丙基三甲氧基硅烷，后50℃真空干燥24h以上，得到表面硅烷化的多孔碳纳米球。

4.根据权利要求1所述的组合多孔碳纳米球基表面分子印迹滤料和超滤分子印迹膜的蒽环类抗生素废水处理方法的应用，其特征在于步骤（2）中所述的多孔碳纳米球基表面分子印迹复合滤料的制备具体为：硅烷化的多孔碳纳米球，用氯仿作为溶剂，甲基丙烯酸为功能单体，再加入占甲基丙烯酸质量6%的引发剂偶氮二异丁腈，超声分散10min，充氮置换10min；升温至70℃，恒温回流12h以上；冷却后用乙醇洗涤初产物，真空50℃干燥24h以上得到表面枝接甲基丙烯酸的多孔碳纳米球；将0.5800g蒽环类抗生素盐酸阿霉素，溶于10mL氯仿溶液中，加入0.1g表面枝接甲基丙烯酸的多孔碳纳米球，恒温搅拌30min，使模板盐酸阿霉素分子与甲基丙烯酸充分作用；加入3mL交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯，50℃水浴回流10h以上，用体积比为9:1的甲醇/乙酸溶液洗脱模板分子，在50℃下烘干24h，得到多孔碳纳米球基表面分子印迹复合滤料。