[发明专利]利用有序介孔氧化镁负载四氧化三钴激活单过硫酸钾去除水中抗菌药物的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种去除水中抗菌药物的方法，尤其涉及一种利用有序介孔氧化镁负载四氧化三钴激活单过硫酸钾去除水中抗菌药物的方法。

背景技术

药物及个人护理用品（Pharmaceuticals and Personal Care Products, PPCPs）已成为一种新兴的环境污染物，在地下水、地表水、土壤等环境介质中均被检测到，且被证明对环境及人类健康造成一定的危害。恩诺沙星（Enrofloxacin, ENR）属于喹诺酮类抗菌药物，广泛用于人类及动物疾病的治疗。残留的恩诺沙星进入人体后，会对人体产生毒副作用，并大大增强人体病原菌的耐药性。另一方面，动物摄入了大量恩诺沙星后，随粪尿排出体外，进入到自然环境中，对生态系统构成了潜在的危害。恩诺沙星作为一种人畜共用药，药物残留通过食物链对人体健康危害更大。有研究指出，恩诺沙星较难被微生物降解，且不能被常规水处理工艺有效去除。因此，亟需寻找有效处理方法解决环境中恩诺沙星的污染问题。

近年来，基于硫酸根自由基SO₄^-·的高级氧化技术受到了研究学者的广泛关注。其中钴离子活化单过硫酸盐（Peroxymonosufate, PMS）体系产生强氧化活性的SO₄^-·在室温下即可高效的进行，无需外加能量（超声、热源和光源），被认为是最为高效的活化方式。研究发现，非均相单过硫酸盐活化体系可以有效地解决活化剂回收困难以及易造成环境二次污染等问题。Anipsitakis等首次尝试将商用Co₃O₄应用于非均相活化单过硫酸盐，并在降解2,4-氯酚的过程中取得了令人满意的结果。在此成果的基础上，Chen等发现纳米Co₃O₄在催化单过硫酸盐的过程中表现出良好的应用前景以及低浓度的钴离子溶出。在应用的过程中同时发现，纳米Co₃O₄的比表面积较低，且在溶液中严重的团聚进一步降低了其与单过硫酸盐的接触机会，明显抑制了活化效果。

发明内容

本发明的目的在于解决纳米Co₃O₄在活化单过硫酸盐过程中效率偏低的问题，开发一种利用有序介孔氧化镁负载四氧化三钴激活单过硫酸钾去除水中抗菌药物的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

利用有序介孔氧化镁负载四氧化三钴激活单过硫酸钾去除水中抗菌药物的方法，所述方法按以下步骤进行：

（1）制备有序介孔碳CMK-3

① 将模板介孔分子筛SBA-15与含有蔗糖的硫酸水溶液充分混合，于100 ℃下干燥5 h，之后于160 ℃条件下干燥5 h得到固体粉末A；

② 将步骤①中干燥得到的固体粉末A充分研磨后与蔗糖水溶液充分混合，于100 ℃条件下干燥5 h，之后于160 ℃条件下干燥5 h得到固体粉末B；

③ 将步骤②干燥后的固体粉末B转移至坩埚内，并将其放进管式炉内于900 ℃真空条件下培烧5 h，所述马弗炉的升温速度为2 ℃/min；

④ 将步骤③中培烧的固体粉末B冷却至室温，经充分研磨之后投入盛有1 mol/L NaOH水溶液的反应容器内，于70 ℃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；

⑤ 将步骤④中得到的材料用去超纯水和乙醇反复清洗至pH=7，于120 ℃条件下真空干燥得到CMK-3固体粉末，将此固体粉末充分研磨之后储存备用；

（2）制备OM-MgO

① 将步骤（1）中得到的CMK-3固体粉末投加到Mg(NO₃)₂·6H₂O溶液中，在室温条件下搅拌2 h，之后于管式炉中300 ℃真空条件下焙烧3 h，所述管式炉的升温速度为2 ℃/min；

② 将步骤①中的方法重复三次；

③ 将步骤②中真空焙烧后的固体粉末于马弗炉中800 ℃条件下焙烧3 h，去除CMK-3模板，所述马弗炉的升温速度为2 ℃/min；

④ 将步骤③中焙烧后的样品冷却至室温得到OM-MgO固体粉末，将此固体粉末充分研磨之后储存备用；

（3）制备Co₃O₄/OM-MgO