[发明专利]利用铁离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法

说明书

本发明公开了一种铁离子掺杂金属有机骨架材料及其制备方法，该铁离子掺杂金属有机骨架材料包含铁离子和ZIF‑67，铁离子掺杂在ZIF‑67中。发明公开了一种利用铁离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法，包括以下步骤：将铁离子掺杂金属有机骨架材料与抗生素废水混合进行振荡吸附和高级氧化反应，完成对抗生素废水的去除处理；铁离子掺杂金属有机骨架材料包含铁离子和ZIF‑67，铁离子掺杂在ZIF‑67中。本发明铁离子掺杂金属有机骨架材料具有分散性好、高级氧化效果显著、反应时间快、不易受外界条件干扰等优点，能够实现对抗生素的高效降解，具有较好的应用前景。本发明铁离子掺杂金属有机骨架材料的制备方法具有操作方便、合成简单、原料种类少、成本低等优点，适合于大规模的制备。

技术领域

本发明属于抗生素废水处理领域，涉及一种处理抗生素废水的方法，具体涉 及一种利用铁离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法。

背景技术

医疗废弃物类抗生素带给环境的破坏不容小视，研究具有可循环使用可能性 和结构稳定的高效催化剂用于降解去除废水中的抗生素类污染物四环素的工作 迫在眉睫。排入水环境中的抗生素类污染物因其溶解性、持久性和高毒性已经成 为世界性的环境问题。如此高浓度的抗生素，给城市污水处理环节带来了巨大挑 战，也给人类健康和生态平衡带来了威胁。因此，处理抗生素类污染物如四环素 的研究逐渐被大家所关注，其中，高级氧化法(AOP)以其高效、易操作、环境友 好而显示出去除四环素类有机污染物的显著优势。近年来，基于过一硫酸盐(PMS) 的高级氧化法(AOPS)已被广泛应用于医药废水的降解。PMS是一种环保的氧化 剂，它性质稳定、无毒、成本低廉和易于运输，因此，设计和制备有效的多相过 一硫酸盐活化催化剂是实现有机污染下良好的活性和长期稳定性的关键问题。近年来，基于PMS的高级氧化方法也得到了广泛的研究。一般来说，PMS单独对 有机污染物表现出非常有限的氧化活性，各种方法如紫外光照射、加热、金属离 子和超声波被用于PMS的活化。其中，利用金属离子活化过一硫酸盐用于高效 降解医药废水因其环境友好、去除高效和价格低廉等特点，，受到了广泛的关注。

金属-有机骨架(MOFs)作为一类新兴的多孔材料，由于具有高比表面积、多 孔结构可控、骨架有序等优点，具有广泛的应用前景，因其在吸附和催化方面的 广泛应用而引起了人们的极大兴趣，已成为材料科学领域的研究热点。在各种金 属有机骨架中，具有较大比表面积和周期性有序的TM-N4配位子结构的沸石咪 唑骨架(ZIF)被认为是合成高效TM-N-C催化剂的有前途的前驱体。但是，值得 注意的是，现有金属有机骨架材料的制备方法中存在步骤繁杂、原料种类多、耗 时长等问题，不利于低成本、批量生产金属有机骨架材料。因此，近年来，对 MOFs衍生物的研究的很多，其中，MOFs转化为LDH的研究已经相对成熟， 目前，将LDH转化为MOFs的思路也已经进入探索领域，这种可逆性转化的发 现在实际应用中可极大的降低生产成本，减少原料消耗，对实现工业化生产具有 重大意义，但是到目前为止，这方面的研究报道还比较少。因此，如何全面改善 现有金属有机骨架中存在的问题和不足，获得一种稳定性好、催化降解性能好的 金属有机骨架材料以及获得一种操作简单、原料种类少、成本低的金属有机骨架 材料的制备方法，对于扩大金属有机骨架材料其在城市废水处理应用范围具有重 要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种处理效率高、去 除效果好、重复利用率高、清洁无污染的利用铁离子掺杂金属有机骨架材料处理 抗生素废水的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种利用铁离子掺杂金属有机骨架材料处理抗生素废水的方法，包括以下步 骤：将铁离子掺杂金属有机骨架材料与抗生素废水混合进行振荡吸附和高级氧化 反应，完成对抗生素废水的处理；所述铁离子掺杂金属有机骨架材料包含铁离子 和ZIF-67，铁离子掺杂在ZIF-67中。

上述的方法，进一步改进的，所述的铁离子掺杂金属有机骨架材料的制备方 法，包括以下步骤：