[发明专利]一种催化降解抗生素的生物质炭材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种催化降解抗生素的生物质炭材料及其制备方法，所述生物质炭材料制备方法包括以下步骤：(1)将植物秸秆烘干，粉碎过筛，得到粉碎料；(2)将纳米二氧化钛、草酸铁铵、硝酸盐、偶联剂加入水中，得到浸渍液；(3)将粉碎料加入浸渍液中搅拌，得到浸渍料；(4)将浸渍料干燥，然后在氮气气氛中于水平石英管式反应器中升温至190‑210℃恒温1‑3h，再升温至480‑520℃保温煅烧4‑6h，氮气气氛中冷却，即得。本发明以植物秸秆为原料，变废为宝，通过利用生物质炭材料对抗生素进行催化降解，即可实现对抗生素的高效去除，具有处理工艺简单、节能环保、成本低廉，而且去除效果好、重复利用率高的优点。

技术领域

本发明涉及环保材料技术领域，具体涉及一种催化降解抗生素的生物质炭材料及其制备方法。

背景技术

传统的炭材料由煤、石油等为主要原料通过加工处理制备，但如今全球范围内的能源危机以及生态环境的恶化，使传统炭材料的进一步发展受到了限制，开发可再生资源并将其转化为能源与各种材料具有重要的现实意义。

近年来，随着现代农业及相关加工业的发展，农业废弃物日益增加。如何合理地处理农业废弃物一直困扰着人们，同时由农业废弃物带来的环境问题也越来越引起了人们的重视，农业废弃物的有效处理已经成为一个迫切需要解决的问题。但是，由于农业废弃物中含有丰富的糖类等含炭有机化合物，可以作为可再生的生物质资源。所以，寻找农业废弃物的利用价值是处理农业废弃物的最佳途径。

生物质炭材料是利用生物质为原料制备的各种炭材料。生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的炭源。以农业废弃物为原料制备炭材料，能够降低炭材料的生产成本，变废为宝，实现炭材料的可持续发展。

长期以来抗生素被大量地用于人和动物的疾病治疗，并以大治疗剂量添加于动物饲料中，以预防动物疾病和促进其生长。但绝大部分抗生素不能完全被机体吸收，约有90％的抗生素以原形或者代谢物形式经由病人和动物的粪便和尿液排入生态环境中，经不同途径对土壤和水体造成污染。目前，在加拿大、美国、英国、德国和中国等国家已经有大量的关于地表水和地下水检出抗生素类物质的研究报道。含有抗生素的废水是一类生物降解难度大，环境中残留量高，生物毒性强的高浓度有机废水。近年来由于制药工业的飞速发展，特别是抗生素的出现给世界的水资源带来了严重的污染。对抗生素废水进行合理有效的治理已经迫在眉睫，这是关系到社会的发展以及人类的未来生存环境的问题。生物质炭材料处理污水，是一种成本较低的水污染处理方式。生物质含有特殊的结构构隙，表面附着着大量羧基与羟基等有机官能团，炭化后，保留了原来生物质良好的结构构隙，具有较大的比表面积、孔隙度和极强的吸附力，但是对于抗生素，去除效果较差，吸附容量较低，也不具有催化降解能力。生物质炭材料的制备报道较多，如：CN106276849A报道了一种生物质炭材料的制备方法；CN106829923A报道了一种生物质炭材料及制备方法；CN108905962A报道了一种生物质炭吸附材料的制备方法。然而，将生物质炭材料用于催化降解抗生素的研究鲜有报道，这是因为生物质在变成炭材料的过程中生物质的活性容易丢失。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种催化降解抗生素的生物质炭材料及其制备方法。

为了实现本发明，提供的技术方案为：

一种催化降解抗生素的生物质炭材料的制备方法，包括下述步骤：

(1)将植物秸秆烘干，粉碎过筛，得到粉碎料；

(2)将纳米二氧化钛、草酸铁铵、硝酸盐、偶联剂加入水中，得到浸渍液；

(3)将粉碎料加入浸渍液中搅拌，得到浸渍料；