一种用于吸附抗生素的改性生物质碳气凝胶的制备方法及应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115990463A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202310131636.9(22)申请日2023.02.18(71)申请人河南工业大学地址450001河南省郑州市高新技术开发区莲花街100号河南工业大学科技处(72)发明人晏俊白红娟陈军航申艳敏徐咏怡周毅然王静圆(51)Int.Cl.B01J20/24(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2023.01)C02F101/36(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种用于吸附抗生素的改性生物质碳气凝胶的制备方法及应用(57)摘要本发明公开了一种聚多巴胺改性柚皮气凝胶（MGPH）的制备方法及其应用。该产品密度低，比表面积和孔隙率极高，且表面化学性质可调节。试验证实MGPH具有蜂窝状三维多孔结构，表面具有大量羟基和氨基等活性官能团，对氟喹诺酮类抗生素依诺沙星（ENO）和氧氟沙星（OFLX）具有良好的吸附能力，同时具备环境安全性能；其制备原料来源广泛，成本低廉，有望成为一种有前途的氟喹诺酮类抗生素吸附剂。CN115990463ACN115990463A权利要求书1/1页1.一种用于吸附抗生素的改性生物质碳气凝胶的制备方法，其特征在于：以柚子皮为原料，制备柚皮基生物碳气凝胶（GPH），并使用多巴胺（DA）对GPH进行改性，最终得到的聚多巴胺改性柚皮碳气凝胶。2.根据权利要求1所述的一种用于吸附抗生素的改性生物质碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述改性生物质碳气凝胶中多巴胺、气凝胶质量比为0.75‑1：1‑1.5。3.根据权利要求1所述的一种用于吸附抗生素的改性生物质碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述改性生物质碳气凝胶中反应温度为60‑80oC。4.根据权利要求1所述的一种用于吸附抗生素的改性生物质碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述改性生物质碳气凝胶中反应时间为3.5‑5.5h。5.根据权力要求1‑4任一项所述的一种用于吸附抗生素的改性生物质碳气凝胶的制备方法制备而成的生物质碳气凝胶。6.根据权力要求1‑4任一项所述的一种用于吸附抗生素的改性生物质碳气凝胶的制备方法制备而成的生物质碳气凝胶在去除水体中抗生素的应用。7.根据权力要求6所述的应用，其特征在于：所述抗生素为氟喹诺酮类抗生素依诺沙星（ENO）和氧氟沙星（OFLX），吸附时间为1.5‑2h。2CN115990463A说明书1/4页一种用于吸附抗生素的改性生物质碳气凝胶的制备方法及应用技术领域[0001]本发明涉及水体中抗生素的吸附技术领域，特别涉及吸附材料的制备方法及其吸附性能。具体涉及一种改性生物质碳气凝胶吸附剂及其制备方法和吸附水体中氟喹诺酮类抗生素依诺沙星（ENO）和氧氟沙星（OFLX）的应用。背景技术[0002]抗生素是人类、动物和农业中使用最广泛的药物之一，然而，只有一小部分抗生素能够在体内消耗，而约80‑90%的抗生素会通过粪便排泄并释放到环境中，这使得抗生素药物成为了严重的环境污染物。水体难以自然降解有机污染物，需要额外的人工处理，尽管抗生素在水中的浓度通常很低（ng‑μg/L），且大部分抗生素半衰期周期短，但废水成分较为复杂、排放持续且排放量大，仍导致了严重的环境问题[1]。[0003]近年来，抗生素的滥用和排放所带来的污染问题已经严重威胁到人类的生命健康。在不同的处理方法中，吸附法已被证明是一种相对有效的方法。利用可再生、来源广泛且成本低廉的生物质原料制备环保型多孔碳气凝胶，是一种经济且可持续的方法。生物质材料可再生、无污染并且来源广泛。从生物质原料制备高性能碳材料，吸收水中的污染物，满足绿色功能化的要求，符合当今发展趋势。因此，研究更多具有更好吸附性能的生物质基碳气凝胶吸附材料有着重要意义。发明内容[0004]本发明选择了两种在水环境中被频繁检测到的氟喹诺酮类抗生素依诺沙星（ENO）和氧氟沙星（OFLX）作为目标污染物[5]，使用多巴胺对柚皮基气凝胶进行改性，制备出具有良好吸附性能的吸附材料（MGPH），并对以上两种抗生素进行吸附研究。[0005]实现本发明目的的技术方案如下：改性生物质碳气凝胶吸附剂的制备方法，具体步骤如下所示：步骤一：将清洗干净的新鲜柚子皮切割成1cm3的块状后放入30℃烘箱中烘干至恒重，将其放入水热反应釜中，在180℃下反应12h，然后自然冷却至室温[14]。取出反应所得固体，将其浸入1:1的乙醇和去离子水溶液中12h，取出固体物质，用去离子水浸洗至清洗液为无色透明。随后，将固体放在‑18℃的冰箱中冷冻12h，然后将其置于冷冻干燥机内，并在‑60℃下干燥50h[15]，直至固体物质由黑色转变为褐色物质，