本發(fā)明涉及環(huán)境污染治理領(lǐng)域，尤其是涉及了一種氨基化mil-101(fe)壓電催化降解環(huán)丙沙星的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、環(huán)丙沙星（cip）作為新興污染物中最常見(jiàn)的一類抗生素，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的各個(gè)方面，造成嚴(yán)重的持續(xù)毒性，并且水體中cip會(huì)誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生抗生素抗性基因，細(xì)菌作為抗性基因的載體，沿著食物鏈遷移，最終威脅人類健康。因此研究一種降解環(huán)丙沙星使其毒性降低是迫切需要解決的問(wèn)題。吸附、膜分離、生物降解等傳統(tǒng)方法去除化合物污染耗時(shí)、效率低并且涉及二次污染，而壓電催化技術(shù)是一種新興的有前景的高級(jí)氧化技術(shù)，可以利用振動(dòng)、摩擦、?自然風(fēng)和潮汐等機(jī)械能實(shí)現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)換和污染物的處理。性能理想的壓電催化劑是壓電催化技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)的壓電催化劑有限的比表面積，電荷載流子的長(zhǎng)傳輸距離極大地限制了壓電催化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

2、金屬-有機(jī)骨架(mofs)是一種新興的無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合材料，具有周期性的結(jié)構(gòu)排列，使活性位點(diǎn)能夠均勻分布在整個(gè)框架中。其高孔隙率確保了反應(yīng)底物和產(chǎn)物在整個(gè)框架內(nèi)的良好運(yùn)輸，其壓電性能可以通過(guò)有機(jī)配體和金屬簇以及內(nèi)部的主-客體相互作用來(lái)調(diào)節(jié)。此外，mofs經(jīng)常在低溫下使用簡(jiǎn)單的程序生產(chǎn)，這比傳統(tǒng)的氧化物基壓電/鐵電體具有巨大的優(yōu)勢(shì)。具有卓越壓電/鐵電特性的mof在各種能量收集技術(shù)方面顯示出巨大的前景。電/鐵電材料極化形成的內(nèi)置電場(chǎng)作為上光電子和空穴分離的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，可以提高載流子的分離效率，提高催化活性。此外，在靜電屏蔽作用下，內(nèi)置電場(chǎng)極易退出，導(dǎo)致自由載流子飽和，從而降低極化對(duì)載流子的分離效率。因此，在機(jī)械力的驅(qū)動(dòng)下，由壓電催化劑所形成的內(nèi)建電場(chǎng)的不斷增強(qiáng)將極大地促進(jìn)電荷載流子的分離。

3、申請(qǐng)?zhí)?02410382370.x的中國(guó)專利公開(kāi)了一種nh2-mil-101(fe)衍生fe-cu雙金屬催化劑的制備方法和應(yīng)用，其中制備的雙金屬催化劑不僅需要經(jīng)過(guò)高溫煅燒，制備工藝復(fù)雜，而且該催化劑在降解cip時(shí)需要額外添加h2o2，且降解效率隨著h2o2添加量的增加而增加，如說(shuō)明書(shū)【0033】段記載“在研究h2o2濃度的影響時(shí)(圖3)，發(fā)現(xiàn)從0.05mm提高至3mm時(shí)，cip降解效率有明顯提升，由61.5％提升至93.8％?！?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了降低環(huán)丙沙星毒性克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種氨基化mil-101(fe)壓電催化降解環(huán)丙沙星的應(yīng)用。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、氨基化mil-101(fe)壓電催化降解環(huán)丙沙星的應(yīng)用，將氨基化mil-101(fe)加入到含環(huán)丙沙星的水中，攪拌使環(huán)丙沙星溶液的吸附達(dá)到平衡，然后進(jìn)行超聲處理。

4、優(yōu)選地，所述超聲處理的功率為80?w以上，處理時(shí)間45min以上。

5、優(yōu)選地，所述超聲處理的功率為80~100?w，處理時(shí)間60min以上。

6、優(yōu)選地，所述氨基化mil-101(fe)在水中的濃度為0.05~0.4?g/l。

7、優(yōu)選地，所述氨基化mil-101(fe)在水中的濃度為0.2?g/l。

8、優(yōu)選地，氨基化mil-101(fe)的制備方法：將六水三氯化鐵和氨基對(duì)苯二甲酸溶于n,n二甲基甲酰胺形成混合溶液，攪拌均勻后，進(jìn)行水熱反應(yīng)，冷卻、洗滌、干燥，得到nh2-mil-101(fe)。

9、優(yōu)選地，所述六水三氯化鐵、氨基對(duì)苯二甲酸的物質(zhì)的量之比為2:1。

10、優(yōu)選地，所述水熱反應(yīng)的溫度為110±10℃，時(shí)間為20±2h。

11、優(yōu)選地，所述水熱反應(yīng)前攪拌時(shí)間為60±30分鐘；所述干燥的溫度為60±20℃，時(shí)間為12±6h。

12、優(yōu)選地，所述nh2-mil-101(fe)催化劑在水中的濃度為0.5~1.0?g/l；所述超聲處理的功率為20~100w。

13、優(yōu)選地，所述超聲處理使用超聲波清洗機(jī)。

14、本發(fā)明利用-nh2基團(tuán)對(duì)mil-101(fe)進(jìn)行改性，得到nh2-mil-101(fe)，針對(duì)nh2-mil-101(fe)的優(yōu)異壓電催化性能，在超聲條件下，nh2-mil-101(fe)形成的內(nèi)建電場(chǎng)的不斷增強(qiáng)將極大地促進(jìn)電荷載流子的分離促進(jìn)過(guò)氧化氫的產(chǎn)生，過(guò)氧化氫再產(chǎn)生單線態(tài)氧降解環(huán)丙沙星，并且使降解產(chǎn)物的細(xì)胞毒性降低。

15、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

16、（1）本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，制備得到的nh2-mil-101(fe)催化劑具有明顯的壓電催化性能，良好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的催化性能，可以大大提高光生電子空穴對(duì)的分離效率，該催化劑無(wú)需額外添加h2o2，在壓電催化條件下超聲處理可自行產(chǎn)生雙氧水，然后雙氧水再產(chǎn)生單線態(tài)氧降解污染物，cip的降解率高達(dá)86.11%。同時(shí)，該催化劑在添加少量的h2o2（30μm）時(shí)，可以將cip的降解率提高至99.77%。

17、（2）本發(fā)明催化劑不僅可大大提高水體中環(huán)丙沙星廢水去除的效率并且降解產(chǎn)物的細(xì)胞毒性降低；此外，本發(fā)明的催化劑反應(yīng)后還可循環(huán)使用且易回收，是一種綠色、無(wú)毒和無(wú)污染的壓電催化劑。

18、

技術(shù)特征：

1.一種氨基化mil-101(fe)壓電催化降解環(huán)丙沙星的應(yīng)用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，將氨基化mil-101(fe)加入到含環(huán)丙沙星的水中，攪拌使環(huán)丙沙星溶液的吸附達(dá)到平衡，然后進(jìn)行超聲處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述超聲處理的功率為80?w以上，處理時(shí)間45min以上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述超聲處理的功率為80~100?w，處理時(shí)間60min以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述氨基化mil-101(fe)在水中的濃度為0.05~0.4?g/l。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述氨基化mil-101(fe)在水中的濃度為0.2?g/l。

7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于，氨基化mil-101(fe)的制備方法：將六水三氯化鐵和氨基對(duì)苯二甲酸溶于n,n二甲基甲酰胺形成混合溶液，攪拌均勻后，進(jìn)行水熱反應(yīng)，冷卻、洗滌、干燥，得到nh2-mil-101(fe)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述六水三氯化鐵、氨基對(duì)苯二甲酸的物質(zhì)的量之比為2:1。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述水熱反應(yīng)的溫度為110±10℃，時(shí)間為20±2h。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述水熱反應(yīng)前攪拌時(shí)間為60±30分鐘；所述干燥的溫度為60±20℃，時(shí)間為12±6h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種氨基化MIL?101(Fe)壓電催化降解環(huán)丙沙星的應(yīng)用，將氨基化MIL?101(Fe)加入到含環(huán)丙沙星的水中，攪拌使環(huán)丙沙星溶液的吸附達(dá)到平衡，然后進(jìn)行超聲處理。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，制備得到的NH<subgt;2</subgt;?MIL?101(Fe)催化劑具有明顯的壓電催化性能，良好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的催化性能，可以大大提高光生電子空穴對(duì)的分離效率，該催化劑無(wú)需額外添加H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;，在壓電催化條件下超聲處理可自行產(chǎn)生雙氧水，然后雙氧水再產(chǎn)生單線態(tài)氧降解污染物，CIP的降解率高達(dá)86.11%并且降解產(chǎn)物的細(xì)胞毒性降低。此外，本發(fā)明的催化劑反應(yīng)后可循環(huán)使用且易回收，是一種綠色、無(wú)毒和無(wú)污染的壓電催化劑。

技術(shù)研發(fā)人員：黃以超,胡佳月,杜文智,陶林,高暢,盧秋方
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽醫(yī)科大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7