本發(fā)明涉及一種EDTA-β-CD材料在去除水溶液中環(huán)丙沙星方面的應(yīng)用，屬于環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水體中的抗生素的來(lái)源主要分為以下幾個(gè)方面：抗生素工業(yè)廢水，人用抗生素和獸用抗生素。研究表明，體內(nèi)的抗生素不能被身體器官完全吸收，因此一部分抗生素會(huì)以原藥或代謝物的形式排出體外。另外，某些不法商家會(huì)直接排放未經(jīng)處理的含有抗生素的廢水。這些抗生素會(huì)通過(guò)污水排放和雨水沖刷，最后進(jìn)入到地下水和飲用水中，嚴(yán)重地威脅著人類(lèi)的健康以及嚴(yán)重地破壞生態(tài)環(huán)境的平衡。環(huán)丙沙星為合成的第三代喹諾酮類(lèi)抗菌藥物，具廣譜抗菌活性，殺菌效果好，價(jià)格低，廣泛應(yīng)用于人類(lèi)疾病和牲畜疾病的治療中。同時(shí)，環(huán)丙沙星會(huì)對(duì)人體和牲畜產(chǎn)生毒性作用，可以使環(huán)境中的細(xì)菌對(duì)其產(chǎn)生抗性。因此必須將其從污水中去除。由于吸附技術(shù)操作簡(jiǎn)易，價(jià)格低廉，故易廣泛應(yīng)用于去除水中環(huán)丙沙星。

目前，環(huán)丙沙星去除所用的吸附劑存在吸附性能有待提高，吸附速率有待加快，吸附劑的毒性有待降低，吸附劑制備工藝繁雜、不適于大規(guī)模批量生產(chǎn)等技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有吸附劑毒性大，吸附時(shí)間長(zhǎng)等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種EDTA-β-CD材料在去除水溶液中環(huán)丙沙星方面的應(yīng)用。本發(fā)明采用EDTA-β-CD吸附劑去除環(huán)丙沙星，其對(duì)環(huán)丙沙星具有較高的吸附性能，吸附平衡的時(shí)間短，并且該吸附劑成本低廉，安全無(wú)毒。

本發(fā)明的技術(shù)原理如下介紹：環(huán)糊精是由細(xì)菌通過(guò)酶催降解淀粉而獲得的一種天然的環(huán)狀寡糖。環(huán)糊精最重要的特性是他們立體明確的疏水內(nèi)腔，可與眾多具有合適尺寸和極性分子形成主-客體包含物。用EDTA與β-CD進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)之后，得到一個(gè)等電點(diǎn)較低的吸附材料，而環(huán)丙沙星的等電點(diǎn)較高。因此吸附過(guò)程中不僅有環(huán)糊精內(nèi)腔對(duì)環(huán)丙沙星的疏水作用，還有在相當(dāng)長(zhǎng)的pH范圍內(nèi)吸附劑與吸附質(zhì)的靜電吸引作用，從而更好的吸附抗生素。因此EDTA-β-CD材料是一種適合用于吸附環(huán)丙沙星的優(yōu)越的吸附劑。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體介紹如下。

本發(fā)明提供一種EDTA-β-CD材料在去除水溶液中環(huán)丙沙星方面的應(yīng)用。

上述應(yīng)用方法如下：將EDTA-β-CD材料置于含有50～250mg/L環(huán)丙沙星的水溶液中，室溫下攪拌；其中：EDTA-β-CD材料和水溶液的固液質(zhì)量體積比為1:5～2:5g/L。

優(yōu)選的，水溶液中含有80～120mg/L的環(huán)丙沙星；攪拌時(shí)間為3-5小時(shí)；攪拌速度為150～250r/min。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)β-CD的疏水內(nèi)腔可以與環(huán)丙沙星結(jié)合形成包含化合物進(jìn)而吸附去除環(huán)丙沙星，另外EDTA-β-CD材料的等電點(diǎn)低，而環(huán)丙沙星的等電點(diǎn)高，在相當(dāng)廣的pH范圍內(nèi)，EDTA-β-CD材料對(duì)環(huán)丙沙星都有靜電吸引作用。因此將EDTA-β-CD材料應(yīng)用于吸附環(huán)丙沙星，時(shí)間短而且吸附性能優(yōu)越。

(2)制備過(guò)程時(shí)不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有污染的副產(chǎn)物，并且僅采用常規(guī)化學(xué)試劑EDTA，原料簡(jiǎn)單易得，成本低廉，適于大批量生產(chǎn)。

(3)吸附時(shí)間短(3-5小時(shí))，吸附性能優(yōu)越，吸附容量可高達(dá)327.14mg/g，材料來(lái)源廣，成本低，制備過(guò)程綠色化，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是應(yīng)用實(shí)施例2的實(shí)施結(jié)果；a)吸附等溫曲線；b)D-R吸附等溫線模型。

具體實(shí)施方式

下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

一種用于去除環(huán)丙沙星的EDTA-β-CD材料，通過(guò)如下步驟的方法制備而成：

將8.04g磷酸氫二鈉、18.00g乙二胺四乙酸、12.00gβ-環(huán)糊精以及20mL去離子水加入到燒杯中，100℃水浴攪拌1h。停止水浴加熱后將混合物放入到培養(yǎng)皿中，滴加1.5mL的聚乙二醇-200，在155℃下加熱10h。停止加熱后取出研磨至成粉末狀，依次用1200mL的去離子水、300mL 0.1mol/L的稀鹽酸、300mL去離子水、900mL 0.1mol/L的碳酸鉀以及50mL無(wú)水乙醇洗滌。洗滌完成后，在45℃下真空干燥2天。

應(yīng)用實(shí)施例1

將實(shí)施例1所得的用于去除環(huán)丙沙星的EDTA-β-CD吸附劑(15mg)和50mL濃度為100mg/mL的環(huán)丙沙星水溶液加入到250mL樣品瓶中，放入恒溫?fù)u床在室溫下以180r min^-1勻速振蕩，然后每隔一段時(shí)間取樣，并用微孔濾膜過(guò)濾，濾液采用分光光度計(jì)在其最大吸收波長(zhǎng)276nm處測(cè)定其吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)施例1所得的用于去除環(huán)丙沙星的EDTA-β-CD吸附劑對(duì)環(huán)丙沙星的吸附平衡時(shí)間是4h。即本發(fā)明所得的用于去除環(huán)丙沙星的EDTA-β-CD吸附劑對(duì)環(huán)丙沙星能達(dá)到較快吸附平衡。

應(yīng)用實(shí)施例2

依次配制濃度為50、75、100、125、150、175、200、225、250mg/mL的環(huán)丙沙星水溶液，將一顆實(shí)施例1所得的用于去除環(huán)丙沙星的EDTA-β-CD吸附劑(15mg)和50mL上述各濃度環(huán)丙沙星水溶液加入到250mL錐形瓶中，放入恒溫?fù)u床在室溫下以180r min^-1勻速振蕩，至吸附平衡后，然后過(guò)濾，所得的濾液采用分光光度計(jì)在其最大吸收波長(zhǎng)276nm處測(cè)定其吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1和表1所示。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合D-R吸附等溫線模型，計(jì)算所得本發(fā)明制備的用于去除環(huán)丙沙星的EDTA-β-CD吸附劑對(duì)環(huán)丙沙星的吸附容量可高達(dá)327.14mg/g。

表1 D-R吸附等溫線模型擬合參數(shù)

應(yīng)用實(shí)施例3

配制濃度均為100mg/mL的環(huán)丙沙星和四環(huán)素水溶液，將一顆實(shí)施例1所得的EDTA-β-CD吸附劑(15mg)和50mL上述環(huán)丙沙星和四環(huán)素水溶液加入到250mL錐形瓶中，放入恒溫?fù)u床在室溫下以180r min^-1勻速振蕩，至吸附平衡后，然后過(guò)濾，所得的濾液采用分光光度計(jì)在其最大吸收波長(zhǎng)276nm處測(cè)定其吸光度。結(jié)果如表2所示。兩者的吸附量之比為7.66:1，說(shuō)明本材料具有選擇性吸附性能。

表2 EDTA-β-CD吸附環(huán)丙沙星和四環(huán)素水溶液的吸附量

綜上所述，本發(fā)明用于去除環(huán)丙沙星的EDTA-β-CD吸附劑，由于β-CD的疏水內(nèi)腔可以與環(huán)丙沙星結(jié)合。另外，在原溶液的pH條件下，EDTA-β-CD吸附劑與環(huán)丙沙星之間還存在著靜電吸引作用，因此將此材料應(yīng)用于去除環(huán)丙沙星時(shí)，擁有時(shí)間短，吸附性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)。將此吸附材料應(yīng)用于去除水溶液中環(huán)丙沙星抗生素，處理操作簡(jiǎn)單，成本低廉，吸附性能優(yōu)越，實(shí)用性強(qiáng)。

以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式的舉例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。