本發明專利技術公開了一種基于二氧化錳/氧化石墨烯納米復合材料的環丙沙星吸附凈化劑的制備方法，其特征在于：將四水合乙酸錳和谷氨酸配成混合溶液，然后加入乙二醇，再加入GO分散液。充分攪拌混和均勻后，進行水熱反應。反應后過濾，洗滌，再冷凍干燥，即獲得產品MnO2/GO納米復合材料。該材料對環丙沙星具有優異的吸附去除性能，本技術方法操作簡單方便，材料性能優異，具有良好的實用前景。
【技術實現步驟摘要】
一種基于二氧化錳/氧化石墨烯納米復合材料的環丙沙星吸附凈化劑的制備方法
本專利技術涉及一種基于二氧化錳/氧化石墨烯納米復合材料的環丙沙星吸附凈化劑的制備方法，屬于污染物治理領域。
技術介紹
環丙沙星是合成的第三代喹諾酮類抗菌藥物，具廣譜抗菌活性，殺菌效果好，對腸桿菌、綠膿桿菌、流感嗜血桿菌、淋球菌、鏈球菌、軍團菌、金黃色葡萄球菌具有抗菌作用。因此，環丙沙星被廣泛應用于人、畜的抗菌醫療。然而，正因為應用得廣泛，大量的環丙沙星經過人、畜的排泄物進入環境。作為抗生素的環丙沙星進入環境后，會破壞生態平衡，產生耐藥的超級細菌，過量的環丙沙星進入人體也會對感官器官和神經系統產生傷害。因此，治理包括環丙沙星在內的抗生素廢水意義重大。常規的廢水處理方法包括物理法、化學法和生物法。化學法簡單方便，但通常需要向被處理水體投加化學試劑，易產生二次污染；生物法是利用細菌代謝治理廢水，但抗生素廢水通常具有較強的抑菌性，不適宜采用生物法。物理法是通過過濾、氣浮、混凝、吸附等來處理污染物。其中，吸附法具有操作簡單、成本低、對設備及操作人員要求不高等優點，適合大規模推廣應用。好的吸附材料是獲得優異吸附效果的保證，因此，發展性能優異的吸附劑在凈化去除環丙沙星領域受到越來越廣泛的重視，成為目前研究的焦點之一。基于以上背景，本技術專利技術了一種基于MnO2/GO納米復合材料的環丙沙星吸附凈化劑的制備方法。利用納米MnO2、GO本身的吸附性能以及二者之間的協同效應，獲得對環丙沙星優異的吸附性能。本技術相關方法未見報道。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于二氧化錳/氧化石墨烯納米復合材料的環丙沙星吸附凈化劑的制備方法。本專利技術采用如下手段：一種基于二氧化錳/氧化石墨烯納米復合材料的環丙沙星吸附凈化劑的制備方法，其特征在于：(1)以改性Hummer’s制備氧化石墨烯(GO)；(2)將四水合乙酸錳和谷氨酸一同溶于去離子水配成一個混合溶液，其中四水合乙酸錳的濃度為0.15mol/L，谷氨酸的濃度為0.34mol/L；(3)攪拌下，向由(2)所得溶液中加入乙二醇，所加乙二醇的體積為(2)所得溶液體積的30倍；(4)向由(3)所得溶液中加入GO的去離子水分散液，攪拌30min使混合均勻；(5)將由(4)所得混合液轉入水熱反應釜，180℃反應6h；(6)反應結束后，過濾收集固體，洗滌后，冷凍干燥即獲得產品MnO2/GO納米復合材料。進一步地，上述(4)所加GO的量，其范圍是使得最后產品MnO2/GO中，MnO2與GO的質量比為1：0.25至1：4。本專利技術的優點是：該方法簡單方便，材料吸附量大，對環丙沙星的吸附過程符合Langmuir模型，最大吸附量達到76mg/g，成本低，具有廣闊的實際應用前景。附圖說明圖1為本專利技術實施例1產品的SEM圖。圖2為本專利技術實施例1產品的IR譜圖。圖3為本專利技術實施例1產品的吸附動力學曲線。圖4為本專利技術實施例1產品吸附環丙沙星的吸附等溫線數據圖具體實施方式在本專利技術方法中，二氧化錳/氧化石墨烯與MnO2/GO是指同一種物質，具有相同的意義。實施例1以改性Hummer’s法制備氧化石墨烯(GO)。將36.3mg(0.15mmol)的四水合乙酸錳和50mg(0.34mmol)的谷氨酸加入1mL的去離子水中，超聲10min溶解，攪拌下加入30mL的乙二醇，隨后加入5mL的3mg/mL的GO分散液，攪拌30min，隨后將該混合液體轉移至水熱反應釜，在烘箱中180℃反應6h，反應完全后冷卻，抽濾洗滌，冷凍干燥，即獲得產品MnO2/GO。產品中，MnO2與GO的質量比約為1:1。產品的SEM(場發射掃描電鏡圖)如圖1所示，顯示產品為MnO2納米顆粒負載在rGO的片層上，并且復合材料整體折疊出一定的3D構型，這有利于增大材料的比表面積，提高其吸附性能；產品的IR譜圖如圖2所示，譜圖顯示出典型的MnO2/GO復合材料的特征峰，表明材料復合成功；產品的對初始濃度為100mg/L的環丙沙星的吸附動力學曲線如圖3所示，顯示材料可在～250min達到吸附平衡，表明產品具有較快的吸附速度；產品濃度范圍在10-100mg/L的環丙沙星的吸附等溫線如圖4所示，顯示吸附等溫線符合Langmuir模型，最大吸附量為76mg/g，表明產品具有較大的吸附容量。實施例2以改性Hummer’s法制備氧化石墨烯(GO)。將36.3mg(0.15mmol)的四水合乙酸錳和50mg(0.34mmol)的谷氨酸加入1mL的去離子水中，超聲10min溶解，攪拌下加入30mL的乙二醇，隨后加入1mL的3mg/mL的GO分散液，攪拌30min，隨后將該混合液體隨后轉移至反應釜，在烘箱中180℃反應6h，反應完全后冷卻，抽濾洗滌，冷凍干燥，即獲得產品MnO2/GO。產品中，MnO2與GO的質量比約為1:0.25。實施例3以改性Hummer’s法制備氧化石墨烯(GO)。將36.3mg(0.15mmol)的四水合乙酸錳和50mg(0.34mmol)的谷氨酸加入1mL的去離子水中，超聲10min溶解，攪拌下加入30mL的乙二醇，隨后加入8.7mL的3mg/mL的GO分散液，攪拌30min，隨后將該混合液體隨后轉移至反應釜，在烘箱中180℃反應6h，反應完全后冷卻，抽濾洗滌，冷凍干燥，即獲得產品MnO2/GO。產品中，MnO2與GO的質量比約為1:2。實施例4以改性Hummer’s法制備氧化石墨烯(GO)。將36.3mg(0.15mmol)的四水合乙酸錳和50mg(0.34mmol)的谷氨酸加入1mL的去離子水中，超聲10min溶解，攪拌下加入30mL的乙二醇，隨后加入17mL的3mg/mL的GO分散液，攪拌30min，隨后將該混合液體隨后轉移至反應釜，在烘箱中180℃反應6h，反應完全后冷卻，抽濾洗滌，冷凍干燥，即獲得產品MnO2/GO。產品中，MnO2與GO的質量比約為1:4。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于二氧化錳/氧化石墨烯納米復合材料的環丙沙星吸附凈化劑的制備方法，其特征在于：(1)采用常規的改性Hummer’s制備氧化石墨烯(GO)；(2)將四水合乙酸錳和谷氨酸溶于去離子水配成溶液，其中含四水合乙酸錳的濃度為0.15mol/L，含谷氨酸的濃度為0.34mol/L；(3)攪拌下，向由(2)所得溶液中加入乙二醇，所加乙二醇的體積為(2)所得溶液體積的30倍；(4)向由(3)所得溶液中加入GO的去離子水分散液攪拌30min使混合均勻；(5)將由(4)所得混合液轉入水熱反應釜，180℃反應6h；(6)反應結束后冷卻，過濾收集固體，洗滌后，冷凍干燥即獲得產品MnO2/GO納米復合材料。
【技術特征摘要】
1.一種基于二氧化錳/氧化石墨烯納米復合材料的環丙沙星吸附凈化劑的制備方法，其特征在于：(1)采用常規的改性Hummer’s制備氧化石墨烯(GO)；(2)將四水合乙酸錳和谷氨酸溶于去離子水配成溶液，其中含四水合乙酸錳的濃度為0.15mol/L，含谷氨酸的濃度為0.34mol/L；(3)攪拌下，向由(2)所得溶液中加入乙二醇，所加乙二醇的體積為(2)所得溶液體積的30倍；(4)向由(3)所得溶液中加入GO的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣華麟，李桂芳，陳萍華，王琦，牛平平，王濤，
申請(專利權)人：南昌航空大學，
類型：發明
國別省市：江西,36
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