[发明专利]一种Ga-MOG/SA beads的制备方法及应用

说明书

一种Ga‑MOG/SA beads的制备方法及应用，步骤如下：称取Ga(NO₃)₃·xH₂O置于具有乙醇的玻璃容器中，超声溶解；将2，4，6‑三（4‑羧基苯基）‑1，3，5‑三嗪溶于二甲亚砜中，超声溶解；将上述两种溶液混合并超声，然后转移至120℃真空干燥箱中加热；将所获的湿凝胶进行透析以除去未参加配位的金属离子和配体，通过冷冻干燥得到Ga‑MOGs粉末；将GMOGs粉末和海藻酸钠溶于去离子水中，将所得的混合液滴入CaCl₂溶液中，混合液滴与CaCl₂溶液反应后立即形成小球，静置过夜完成交联；将得到的小球用去离子水洗涤出去多余的离子，经真空冷冻干燥机得到干燥的Ga‑MOG/SA beads。本发明制备方法简单、环境友好且易于分离再生，该材料可作为同时去除水中CTC和CIP的有效吸附剂。

技术领域

本发明属于纳米材料与环境材料制备领域，涉及一种Ga-MOG/SA beads的制备方法及同时去除水溶液中盐酸金霉素和盐酸环丙沙星的应用。

Ga-MOG/SA beads的中文名称为镓基金属有机凝胶/海藻酸钠小球。

背景技术

随着人口的增长和工业化进程的推进，抗生素被广泛用于预防人类和动物的细菌/真菌感染，在农业和畜牧业中也越来越普遍地用作生长促进剂。水环境中的污染物并不是孤立的，不同种类的抗生素经常共存。由于抗生素在自然条件下具有较低的生物降解性，对生态环境和人类健康造成潜在风险。在众多抗生素中，盐酸金霉素（chlortetracyclinehydrochloride, CTC）和盐酸环丙沙星（ciprofloxacin hydrochloride, CIP）因其疗效好、生产成本低、治疗和预防疾病等优点被大量生产和消费，经常在各类水环境如湖泊、河流、水库、地下水甚至饮用水中被检测到，它们不仅会导致耐药菌的生长，而且会对人和动物产生慢性不良影响。此外，CTC和CIP由于其复杂的有机结构、生物毒性和生物聚集性，很难通过传统的水处理技术去除，而且常规降解过程中容易产生有毒副产物，造成二次污染。因此，寻找一种有效可行的方法从水溶液中同时去除CTC和CIP是很有必要的。

金属有机凝胶（Metal–Organic gels, MOGs），作为具有与相应的金属有机骨架（Metal–Organic frameworks, MOFs）相同化学组成但不同结构规则性的扩展物种，主要是由金属离子和有机配体自组装而成，其中金属与配体之间的相互作用通常赋予MOGs不同寻常的特征，比如其较高的比表面积和较高的孔隙率可以暴露更多的活性位点，有利于污染物分子的快速传质。已有镓基MOFs用于吸附分离，然而镓基MOGs尚未得到关注。一些MOGs水稳定性差、易团聚，而且其固有的粉末形式使得从液体中分离和再生较为困难，阻碍了MOGs在水环境中的实际应用。为了克服这些限制，球形吸附剂已被成功用于去除水溶液中的抗生素，而且易于分离和再生，由于其稳定的形式，可以避免二次污染，使其成为满足实际水处理需求的一种可行方法。海藻酸钠（Sodium alginate, SA）由于其粘性、无毒性、低成本已被用于环境修复，然而关于MOGs/SA复合材料去除抗生素的应用有限，将镓基MOGs封装在SA中转化为复合材料在去除抗生素方面表现出巨大潜力。

发明内容

针对上述存在的问题和提出的可行方法，本发明提供了一种Ga-MOG/SA beads的制备方法及应用。该方法操作简便，所制得的Ga-MOG/SA beads不仅可以继承Ga-MOGs的功能特性，还具有了环境友好、可塑性性、便于携带、易于分离再生等优点，可以同时有效去除水溶液中的CTC和CIP。

一种Ga-MOG/SA beads的制备方法，其步骤如下：

步骤一：称取Ga(NO₃)₃·xH₂O 0.1355 g置于玻璃容器中，加入1 mL乙醇并超声使其充分溶解；

步骤二：称取0.1576 g 2，4，6-三（4-羧基苯基）-1，3，5-三嗪溶于5 mL二甲亚砜中，通过超声使其充分溶解；