[发明专利]一种基于铁掺杂有序介孔四氧化三钴激活单过硫酸盐降解水中抗菌药物的方法

摘要

本发明公开了一种基于铁掺杂有序介孔四氧化三钴激活单过硫酸盐降解水中抗菌药物的方法，具体通过以下步骤来实现：制备TOM‑Co₃O₄；制备磁性TOM‑Co₃O₄/CoFe₂O₄；将磁性TOM‑Co₃O₄/CoFe₂O₄与含抗菌药物的水溶液充分混合，转移至棕色摇瓶中；投加单过硫酸盐；通过外加磁场分离磁性TOM‑Co₃O₄/CoFe₂O₄即可。采用本发明所述方法，60min内典型抗菌药物环丙沙星的去除率超过95%；钴离子和铁离子溶出率极低，减少了环境污染；催化剂可分离重复使用，降低了运行成本。

主权项

1.一种基于铁掺杂有序介孔四氧化三钴激活单过硫酸盐降解水中抗菌药物的方法，其特征在于，具体按以下步骤进行：一、制备TOM‑Co₃O₄： 将模板KIT‑6充分研磨后投加到Co(NO₃)₂·6H₂O的乙醇溶液中，在室温条件下搅拌1 h得溶液A； 将步骤一所得溶液A于60 ℃条件下鼓风干燥得到粉红色固体粉末，将此固体粉末转移至坩埚内，并将其放置在马弗炉内于200 ℃条件下焙烧5 h，所述马弗炉的升温速度为2 ℃/min； 将步骤一中焙烧后的褐色固体粉末充分研磨后投加到Co(NO₃)₂·6H₂O的乙醇溶液中，在室温条件下搅拌1 h得溶液B； 将步骤一所得溶液B于60 ℃条件下鼓风干燥得到黑色固体，将此固体转移至坩埚内，并将其放置在马弗炉内于450 ℃条件下焙烧5 h，所述马弗炉的升温速度为2℃/min； 将步骤一中焙烧的黑色固体粉末冷却至室温，经充分研磨之后投加至盛有2 mol/L NaOH溶液的圆底烧瓶内，于60 ℃水浴条件下搅拌12 h，将搅拌后的溶液静置30 min倒去上清液，以上步骤重复三次； 将步骤一所得产品分别用超纯水和乙醇反复清洗至pH=7之后，60 ℃条件下真空干燥后再经充分研磨得TOM‑Co₃O₄；二、制备磁性TOM‑Co₃O₄/CoFe₂O₄： 将TOM‑Co₃O₄投加到Fe(NO₃)₃·9H₂O‑乙醇溶液中，在室温条件下搅拌1 h；所述TOM‑Co₃O₄、Fe(NO₃)₃·9H₂O的摩尔比为1:1；所述Fe(NO₃)₃·9H₂O‑乙醇溶液的摩尔浓度为0.4 mol/L； 将步骤二搅拌后的溶液于60 ℃条件下鼓风干燥得到黑色固体粉末，将此固体粉末转移至坩埚内，并将其放置在马弗炉内于450 ℃条件下焙烧5 h，所述马弗炉的升温速度为2℃/min； 将步骤二中焙烧后的黑色固体粉末充分研磨得TOM‑Co₃O₄/CoFe₂O₄，待用；三、将磁性TOM‑Co₃O₄/CoFe₂O₄与含环丙沙星水溶液充分混合，转移至棕色摇瓶中；四、将单过硫酸盐投加至步骤三中的棕色摇瓶，于20~50 ℃下水浴振荡反应30~120 min；五、通过外加磁场分离磁性TOM‑Co₃O₄/CoFe₂O₄，回收的TOM‑Co₃O₄/CoFe₂O₄用乙醇和去离子水进行反复清洗并于60 ℃条件下真空干燥，得到回收的TOM‑Co₃O₄/CoFe₂O₄。