[发明专利]一种利用固体酸催化剂水解降解废水中大环内酯类抗生素的方法

权利要求书

1.一种利用固体酸催化剂水解降解废水中大环内酯类抗生素的方法，其特征在于以磺化苯乙烯共聚物为固体酸催化剂，将催化剂投加到含大环内酯类抗生素的废水中，对废水中大环内酯类抗生素进行水解降解。

2.权利要求1所述的废水中大环内酯类抗生素的水解降解方法，可降解废水中浓度高达40mg/L大环内酯类抗生素，工艺简单且降解效果良好；固体酸催化剂腐蚀性低，绿色安全，可回收利用。

3.权利要求1所述的磺化苯乙烯共聚物固体酸，其特征在于催化剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将3g干燥苯乙烯共聚物与30mL溶胀剂在三颈烧瓶中接触30分钟，使苯乙烯共聚物溶胀；

(2)将磺化试剂加入到步骤(1)所得溶液中，搅拌形成均一溶液；

(3)将步骤(2)获得的混合液放在水浴锅中，温度保持在70℃，反应时间为120分钟，期间持续搅拌；

(4)将冷却了的步骤(3)混合液缓慢转移到含有50mL蒸馏水的烧杯中，再将混合物缓慢转移到第二个250mL烧杯中，最后在1000mL蒸馏水中进行第三次稀释，过滤出固体；

(5)用大量去离子水和乙醇交替洗涤步骤(4)所得微粒数遍直至中性，去除多余的磺化试剂和溶胀剂；

(6)将步骤(5)所得洗涤后的微粒放于培养皿，然后放入鼓风烘箱中，在60℃下干燥12小时至恒重，并放于干燥器中密闭储存，得到所述固体酸催化剂。

4.权利要求3所述的磺化苯乙烯共聚物固体酸制备方法，其特征在于所述步骤(1)中苯乙烯共聚物为聚苯乙烯，聚苯乙烯-二乙烯基苯或氯甲基化聚苯乙烯；所述的溶胀剂为二氯乙烷或三氯甲烷；步骤(2)中所述的磺化试剂为浓硫酸，氯磺酸或硫酸乙酰酯。

5.权利要求3所获得的磺化苯乙烯共聚物固体酸，其特征在于形貌为球形，外表面凹陷甚至塌陷，颗粒尺寸在80～140μm之间，平均孔径在10～30nm，酸密度为4.09～4.82mmol/L。

6.权利要求1所述的废中大环内酯类抗生素水解降解方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)配制40mg/L大环内酯类抗生素溶液：将40mg大环内酯类抗生素标准品加少量去离子水溶解于100mL烧杯中，再用去离子水定容到1L容量瓶中；

(2)取100mL步骤(1)中大环内酯类抗生素溶液于200mL烧杯中，加入0.03～0.2g制备的磺化苯乙烯共聚物固体酸催化剂，每组做两个平行；

(3)将步骤(2)得到的反应体系分别于25～45℃下连续搅拌0～60分钟，搅拌速率为400转/分钟。每隔一段时间使用注射针收集样品(约1.5mL)，用0.22μm水性膜过滤，放于液相小瓶中备用；

(4)使用高效液相色谱测量步骤(3)所收集样品中大环内酯类抗生素浓度变化情况。

7.权利要求6所述的废水中大环内酯类抗生素的水解降解方法，其特征在于所述大环内酯类抗生素包括红霉素、阿奇霉素、螺旋霉素、泰乐霉素、罗红霉素中的一种或多种。

8.权利要求1所述的废水中大环内酯类抗生素的水解降解方法，其特征在于磺化苯乙烯共聚物固体酸能够有效打破大环内酯类抗生素中的糖苷键，包括碳霉糖、碳霉氨糖和阿洛糖部分在内的药效团同时分离并释放，或通过脱糖顺序释放，从而导致大环内酯类抗生素药效和毒性显著降低。

9.权利要求1所述的废水中大环内酯类抗生素的水解降解方法，其特征在于磺化苯乙烯共聚物固体酸在废水中能够有选择性的水解降解大环内酯类抗生素，不受废水中其他共存物质如氨氮或腐殖酸的干扰；同时在常温条件下短时间内抗生素去除率可达到100％，实现了兼具高效性和高选择性降解大环内酯类抗生素的目的。

10.权利要求1所述的废水中大环内酯类抗生素的水解降解方法，其特征在于该方法可应用于处理厂处理大环内酯类抗生素废水工程中的预处理阶段，根据废水量设计有效水深1-1.5米，池长4-6米，超高0.3-0.5米的反应池，磺化苯乙烯共聚物固体酸催化剂投加于所述的反应池，设计停留时间为60分钟以保证固体酸能够充分水解废水中的大环内酯类抗生素。