[发明专利]一种含In-Co MOFs吸附与活化过硫酸盐协同去除水中低浓度抗生素的方法

说明书

本发明公开了一种含In‑Co MOFs吸附和活化过硫酸盐协同去除水溶液中低浓度抗生素的方法。在常温下，向含有抗生素的废水中加入含In‑Co MOFs和过硫酸盐，一方面含In‑Co MOFs的内腔可以直接吸附水溶液中的抗生素，另一方面，含In‑Co MOFs中的双过渡金属配位点能显著提高过硫酸盐活化效率而产生具有强氧化性的硫酸根自由基，而硫酸根自由基则进一步氧化水溶液中低浓度的抗生素使其矿化降解，从而净化含抗生素废水。本发明加入的含In‑Co MOFs水溶液中稳定性好，易于回收，可重复循环使用。本发明的方法成本低、常温下处理效率高、操作简单，在难降解含抗生素废水治理技术领域具有很大的潜能。

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，涉及利用吸附和深度氧化技术处理水中抗生素的技术，具体涉及利用含In-Co MOFs较大的内腔尺寸吸附及其双过渡金属活化过硫酸盐降解协同去除水体环境中抗生素的方法。

背景技术

抗生素等环境药物作为一种新兴污染物已经引起了广大科研工作者的关注。世界上很多国家的地表水和污水处理系统中检测到了抗生素、抗癫痫药物、镇痛药物、血脂调整药物、β-阻滞剂药物、抗组胺药物和激素等大量环境药物的存在。中国是世界上最大的抗生素生产和使用国，而我们国家在处理这些含抗生素等环境药物污染废水的时候面临了一些严峻的问题。大多数农村地区由于污水和污泥处理系统等基础设施的缺失从而导致很多家禽养殖的废弃物未经过任何处理直接排放到河流、湖泊和池塘中，或者在农作物耕地上直接用作肥料。然而进入水体环境中的环境药物大多数具备一定的持久性，研究报告显示在中国58条河流流域中监测到36种抗生素等环境药物，其中环境药物重度污染地区则主要集中在人口密集的渤海湾、长江流域和珠江流域等地区。水体环境中的环境药物对微生物、植物、动物和人类本身的健康都存在着极大的负面影响，其中最为重要的是水体环境中的抗生素等药物通过生物链富集放大并传递到人类，能引起人群的过敏反应和食物中毒，部分环境药物还有“三致”或类激素作用，严重干扰人类各项生理功能和威胁人类的健康。

硫酸根自由基(·SO₄^-)(E^θ＝+2.6V)具有和·OH(E^θ＝+2.8V)相媲美的氧化还原电位，但是其和·OH与·O₂^-相比则具有更高的稳定性和更长的半衰期。·SO₄^-较高的氧化还原电位从热力学的角度保证了降解大多数有机污染物的可行性，同时从动力学角度来看，·SO₄^-和有机污染物的反应速率也较快，一般可达10⁶-10¹⁰M^-1S^-1数量级。S₂O₈^2-或者HSO₅^-在光、热、碱、过渡金属和超声等条件下活化高效生成·SO₄^-可以直接作用于抗生素等环境药物。