[发明专利]一种处理利福平抗生素的铁钴多酚超分子改性有机框架复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种处理利福平抗生素的铁钴多酚超分子改性有机框架复合材料及其制备方法。所述一种处理利福平抗生素的铁钴多酚超分子改性有机框架复合材料为MIL‑53(Fe)@TA‑Co。本发明的方法合成方法简单，反应条件温和，是一种经济有效的方法。能将此MIL‑53(Fe)@TA‑Co直接作为处理利福平的新型复合材料。解决现有利福平分子去除材料和方法少的现状，用本发明提供的新型复合吸附剂材料具有良好的吸附性能。MIL‑53(Fe)@TA‑Co作为利福平分子去除材料具有很大的潜在应用价值。

技术领域：

本发明属于利福平抗生素吸附材料技术领域，具体涉及一种处理利福平抗生素的铁钴多酚超分子改性有机框架复合材料及其制备方法。

背景技术：

近些年来，随着关于水体环境中有机物污染的报告日益增多，作为生产被列为新型污染物的药品的制药产业受到极大地关注，其中就包括了利福平抗生素利福霉素广谱抗生素药物家族中的利福平，它作为一种具有复杂结构的半人工合成抗生素，通常与其它抗结核药物并用以发挥协同作用，被广泛利用于治疗脑膜炎、金黄色葡萄球菌感染以及被称为世界第二大传染病的结核病中。由于该抗生素具有很差的生物利用率以及水溶解度和环境稳定性，导致在治疗这些疾病中的药剂使用量较高、使用持续时间较长，使得大量未被生物体内消化的利福平分子被排入自然水体中。但是，绝大多数污水处理厂并未设计建造消除低浓度有机污染物的工艺设施，即便是处于低浓度状态的利福平分子，也会因其慢性毒性通过生物放大效应有害于人类及生物体的健康，这使得我们要寻找其他有效的方法，以便高效率地去除残留的、低浓度的有机污染物。尽管对于新型微污染物的去除方法越来越多，然而吸附法依旧是目前应用最多、最有前景的方法之一，具有去除效率高、设计和操作方法简单、能耗和运行成本低、以及对环境和设备要求较低等优点，适用于日趋复杂的有机污染废水处理。使用吸附法处理有机污染废水的关键在吸附剂，金属有机框架材料（MetalOrganic Frameworks，MOFs）领域在过去二十年里快速发展，得益于超大的比表面积、孔隙结构与性质可调以及不饱和金属配位中心等优点，同时也在吸附、传感、催化和储存等各应用方面有着极大的潜能。因此，有必要对具有优异吸附效果的MOFs材料进行制备，并解决其材料孔隙结构难以调控的缺点。属于典型葡萄糖棓酰基化合物的单宁酸，具有多个邻位酚羟基结构，既可以作为一种多基配体与金属离子发生络合反应，以此增添复合材料表面额外吸附位点，还能够有效抑制材料的聚集趋势，使得结构均匀，为良好吸附性能提供基础，甚至具有释放出游离氢离子，而后渗透到MOFs中并破坏其内部骨架的刻蚀作用，与阻塞MOFs材料裸露表面，从而防止MOFs外部免受进一步蚀刻以及壳体坍塌的保护作用相互协同的效果，最后获得一种中空MOFs材料，其分层多孔结构和内部产生的空隙为水分子提供了额外的优先流动路径。因此，本发明采用操作简单、反应条件温和的方法制备MIL-53(Fe)@TA-Co复合材料，并以其作为利福平抗生素分子的新型吸附剂，显示出良好的吸附性性能。

发明内容：

本发明的目的在于针对现利福平抗生素去除方法少的现状，发挥金属有机框架与金属多酚网络的协同作用，进一步提高材料比表面积以及增大与利福平抗生素的接触面积和吸附位点，从而提供一种处理利福平抗生素的铁钴多酚超分子改性有机框架复合材料及其制备方法。获得的高效处理含利福平抗生素医疗废水的纺锤状铁钴多酚超分子改性有机框架复合材料MIL-53(Fe)@TA-Co作为RFP的新型去除材料，其具有良好的吸附性能以及抗医疗废水常见离子影响能力。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种处理利福平抗生素的铁钴多酚超分子改性有机框架复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）MIL-53(Fe)@TA-Co材料前驱体的制备：将中心金属盐和有机配体加入溶剂中搅拌数个小时混合均匀、溶液澄清，制得中心金属盐/有机配体溶液；将中心金属盐/有机配体溶液转移到聚四氟乙烯高压水热反应釜中，放入烘箱中高温反应数个小时，待冷却至室温时，洗涤、离心、烘干，得到MIL-53(Fe)@TA-Co材料前驱体；