本发明属于抗生素废水处理的吸附处理技术领域,特别涉及一种用于吸附去除卡那霉素的改性玉米芯吸附剂。
背景技术:
抗生素废水是一类色度深、悬浮物含量多、含盐量高的高浓度有机废水,成分极其复杂,对环境产生巨大危害,已经被许多国外发达国家列为新时期重点关注的环境问题。抗生素在使用过程中会诱导产生耐药性菌株,高耐药性细菌的不断涌现,将严重影响生态系统、对水生生物产生毒性,并通过食物链富集作用威胁人类健康。因此,环境中抗生素的治理尤为重要。以卡那霉素为代表的抗生素为广谱抑菌剂,在饮用水源中已经检测到其存在,常规废水处理方法并不能有效去除废水中抗生素,急需开展此类抗生素废水的有效去除技术。吸附法因其简单、方便和较高的去除率被认为是一种最常用去除抗生素的方法。
但是常用的吸附剂存在对特定的抗生素选择性差、吸附容量低、易受环境因素影响等缺点,限制了吸附技术在抗生素废水处理中的推广应用与发展,所以针对特定的卡那霉素抗生素,新型吸附材料的研究与制备还需要进一步加强,特别是目前还缺少用于吸附去除卡那霉素的吸附剂。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种用于吸附去除卡那霉素的改性玉米芯吸附剂,其制备方法的具体步骤如下:
(1)将500克玉米芯置于粉碎机中粉碎,用孔径分别为4mm和6mm的筛子进行筛分,得到粒径为4~6mm的玉米芯;
(2)将85克由步骤(1)得到的玉米芯用500ml去离子水洗涤后放入500ml无水乙醇中浸泡1小时,过滤后除去液体得到物质p,物质p经350ml去离子水洗涤后得到物质p1,将物质p1放入到500ml摩尔浓度为3.7mol/l的naoh溶液中浸泡1小时,过滤后除去液体得到物质p2,物质p2用500ml去离子水洗涤后得到物质p3,物质p3在40℃的干燥箱中放置36小时后得到物质q;
(3)将12.96克2-氟-4-甲基-5-溴吡啶和3.84克2-羟基-5-碘吡啶加入到800毫升无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量5份,得到混合液a1、混合液a2、混合液a3、混合液a4、混合液a5;
(4)将14.3克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入8.9克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b1;
(5)将13.8克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入8.4克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b2;
(6)将13.3克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入7.9克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b3;
(7)将12.8克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a4中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入7.4克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b4;
(8)将12.3克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a5中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入6.9克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b5;
(9)将16.64g苯亚甲基丙酮和8.66克吡唑蒽酮加入到750毫升无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌1h,摇匀后分成等量5份,得到混合液c1、混合液c2、混合液c3、混合液c4、混合液c5;
(10)将混合液b1和8.7克二戊基苯醌加入到混合液c1中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d1;
(11)将物质q加入到混合液d1中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q1,将物质q1在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质q2;
(12)将混合液b2和8.2克二戊基苯醌加入到混合液c2中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d2;
(13)将物质q2加入到混合液d2中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q3,将物质q3在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质q4;
(14)将混合液b3和7.7克二戊基苯醌加入到混合液c3中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d3;
(15)将物质q4加入到混合液d3中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q5,将物质q5在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质q6;
(16)将混合液b4和7.2克二戊基苯醌加入到混合液c4中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d4;
(17)将物质q6加入到混合液d4中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q7,将物质q7在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质q8;
(18)将混合液b5和6.7克二戊基苯醌加入到混合液c5中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d5;
(19)将物质q8加入到混合液d5中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q9,将物质q9在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r;
(20)将4.53克碘化铯和4.88克硫酸锰加入到750ml去离子水中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,摇匀后分成等量5份,得到混合液e1、混合液e2、混合液e3、混合液e4、混合液e5;
(21)将1.3克六氟化硫加入到混合液e1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入1.7克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f1;
(22)将1.1克六氟化硫加入到混合液e2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入1.5克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f2;
(23)将0.9克六氟化硫加入到混合液e3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入1.3克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f3;
(24)将0.7克六氟化硫加入到混合液e4中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入1.1克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f4;
(25)将0.5克六氟化硫加入到混合液e5中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入0.9克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f5;
(26)将8.66克盐酸羟胺和7.96克硫酸肼加入到750ml去离子水中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,摇匀后分成等量5份,得到混合液g1、混合液g2、混合液g3、混合液g4、混合液g5;
(27)将90ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f1加入到混合液g1中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h1;
(28)将物质r加入到混合液h1中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r1,将物质r1在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r2;
(29)将80ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f2加入到混合液g2中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h2;
(30)将物质r2加入到混合液h2中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r3,将物质r3在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r4;
(31)将70ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f3加入到混合液g3中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h3;
(32)将物质r4加入到混合液h3中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r5,将物质r5在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r6;
(33)将60ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f4加入到混合液g4中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h4;
(34)将物质r6加入到混合液h4中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r7,将物质r7在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r8;
(35)将50ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f5加入到混合液g5中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h5;
(36)将物质r8加入到混合液h5中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r9,将物质r9在55℃的干燥箱中放置2小时,得到的物质即为用于吸附去除卡那霉素的改性玉米芯吸附剂。
本发明的有益效果是,制得的用于吸附去除卡那霉素的改性玉米芯吸附剂具有对卡那霉素吸附选择强、吸附容量高、抗干扰能力强等特点。
具体实施方式
本发明提供一种用于吸附去除卡那霉素的改性玉米芯吸附剂,下面通过一个实例来说明其实施过程。
实施例1.
(1)将500克玉米芯置于粉碎机中粉碎,用孔径分别为4mm和6mm的筛子进行筛分,得到粒径为4~6mm的玉米芯;
(2)将85克由步骤(1)得到的玉米芯用500ml去离子水洗涤后放入500ml无水乙醇中浸泡1小时,过滤后除去液体得到物质p,物质p经350ml去离子水洗涤后得到物质p1,将物质p1放入到500ml摩尔浓度为3.7mol/l的naoh溶液中浸泡1小时,过滤后除去液体得到物质p2,物质p2用500ml去离子水洗涤后得到物质p3,物质p3在40℃的干燥箱中放置36小时后得到物质q;
(3)将12.96克2-氟-4-甲基-5-溴吡啶和3.84克2-羟基-5-碘吡啶加入到800毫升无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量5份,得到混合液a1、混合液a2、混合液a3、混合液a4、混合液a5;
(4)将14.3克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入8.9克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b1;
(5)将13.8克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入8.4克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b2;
(6)将13.3克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入7.9克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b3;
(7)将12.8克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a4中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入7.4克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b4;
(8)将12.3克2-氯-3-甲基噻吩加入到混合液a5中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入6.9克色酮-3-甲醛,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液b5;
(9)将16.64g苯亚甲基丙酮和8.66克吡唑蒽酮加入到750毫升无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌1h,摇匀后分成等量5份,得到混合液c1、混合液c2、混合液c3、混合液c4、混合液c5;
(10)将混合液b1和8.7克二戊基苯醌加入到混合液c1中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d1;
(11)将物质q加入到混合液d1中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q1,将物质q1在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质q2;
(12)将混合液b2和8.2克二戊基苯醌加入到混合液c2中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d2;
(13)将物质q2加入到混合液d2中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q3,将物质q3在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质q4;
(14)将混合液b3和7.7克二戊基苯醌加入到混合液c3中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d3;
(15)将物质q4加入到混合液d3中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q5,将物质q5在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质q6;
(16)将混合液b4和7.2克二戊基苯醌加入到混合液c4中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d4;
(17)将物质q6加入到混合液d4中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q7,将物质q7在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质q8;
(18)将混合液b5和6.7克二戊基苯醌加入到混合液c5中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液d5;
(19)将物质q8加入到混合液d5中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质q9,将物质q9在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r;
(20)将4.53克碘化铯和4.88克硫酸锰加入到750ml去离子水中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,摇匀后分成等量5份,得到混合液e1、混合液e2、混合液e3、混合液e4、混合液e5;
(21)将1.3克六氟化硫加入到混合液e1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入1.7克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f1;
(22)将1.1克六氟化硫加入到混合液e2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入1.5克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f2;
(23)将0.9克六氟化硫加入到混合液e3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入1.3克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f3;
(24)将0.7克六氟化硫加入到混合液e4中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入1.1克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f4;
(25)将0.5克六氟化硫加入到混合液e5中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,然后加入0.9克氟化镍,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液f5;
(26)将8.66克盐酸羟胺和7.96克硫酸肼加入到750ml去离子水中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,摇匀后分成等量5份,得到混合液g1、混合液g2、混合液g3、混合液g4、混合液g5;
(27)将90ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f1加入到混合液g1中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h1;
(28)将物质r加入到混合液h1中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r1,将物质r1在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r2;
(29)将80ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f2加入到混合液g2中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h2;
(30)将物质r2加入到混合液h2中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r3,将物质r3在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r4;
(31)将70ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f3加入到混合液g3中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h3;
(32)将物质r4加入到混合液h3中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r5,将物质r5在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r6;
(33)将60ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f4加入到混合液g4中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h4;
(34)将物质r6加入到混合液h4中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r7,将物质r7在55℃的干燥箱中放置2小时,得到物质r8;
(35)将50ml摩尔浓度为0.78mol/l的氟化钾溶液和混合液f5加入到混合液g5中,在1000r/min条件下搅拌3分钟,得到混合液h5;
(36)将物质r8加入到混合液h5中,在温度为40℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质r9,将物质r9在55℃的干燥箱中放置2小时,得到的物质即为用于吸附去除卡那霉素的改性玉米芯吸附剂。
本发明的有益效果是,制得的用于吸附去除卡那霉素的改性玉米芯吸附剂具有对卡那霉素吸附选择强、吸附容量高、抗干扰能力强等特点。
下面是运用本发明方法制得的用于吸附去除卡那霉素的改性玉米芯吸附剂在吸附反应器中对含有卡那霉素的废水进行了吸附试验,进一步说明本发明。
将本发明方法制得的改性玉米芯吸附剂装填在吸附水反应器中,对含有卡那霉素的废水进行了吸附试验,结果表明装填有该改性玉米芯吸附剂的吸附反应器能够高效去除废水中的卡那霉素,当废水中的卡那霉素浓度为88.52mg/l时,处理后出水中的卡那霉素浓度降低到0.21mg/l。