一种Ga-MOG/SAbeads的制备方法及应用技术

一种Ga

【技术实现步骤摘要】
一种Ga
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MOG/SA beads的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于纳米材料与环境材料制备领域，涉及一种Ga
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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。
[0002]Ga
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MOG/SA beads的中文名称为镓基金属有机凝胶/海藻酸钠小球。

技术介绍

[0003]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（chlortetracycline hydrochloride, 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。
[0004]金属有机凝胶（Metal
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Organic gels, MOGs），作为具有与相应的金属有机骨架（Metal
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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。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的问题和提出的可行方法，本专利技术提供了一种Ga
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MOG/SA beads的制备方法及应用。该方法操作简便，所制得的Ga
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MOG/SA beads不仅可以继承Ga
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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。
[0006]一种Ga
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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
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三（4
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羧基苯基）
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1，3，5
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三嗪溶于5 mL二甲亚砜中，通过超声使其充分溶解；步骤三：将步骤一和步骤的两种溶液混合并超声，然后将混合液转移至120 ℃真空干燥箱中加热12 h，将玻璃容器倒置观察凝胶是否形成；步骤四：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
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MOGs粉末；步骤五：称取50 mg Ga
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MOGs粉末均匀分散在2.5 mL去离子水中，然后称量50 mg海藻酸钠溶于2.5 mL去离子水，将上述两种溶液混合均匀；步骤六：所得的混合液通过5 mL注射器滴入浓度为1 wt%的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；步骤七：将步骤六得到的小球用去离子水洗涤3~4次以出去多余的离子，经真空冷冻干燥机得到干燥的Ga
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MOG/SA beads。
[0007]本专利技术合成的Ga
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MOG/SA beads在同时吸附去除水溶液中CTC和CIP方面的应用，其中Ga
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MOG/SA beads的用量保持有效成分Ga
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MOGs的质量为1.0 g/L，吸附温度298 K。
[0008]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的Ga
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MOG/SA beads制备方法简单、塑性性强、便于携带、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，为通过设计将粉末状MOGs转化为宏观材料提供合理的方案。
[0009]从图1、图2、图3、图4和图5中可以得出，本专利技术制备的Ga
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MOG/SA beads具有以下优势：1、独特的多孔结构、较强的稳定性；2、丰富的官能团可作为活性位点；3、具有溶胀性，有利于外部抗生素分子接近内部活性位点；4、一元体系中，对CTC的最大吸附量可达1085.19 mg/g，对CIP的最大吸附量可达862.07 mg/g；5、二元体系中仍然可以有效去除抗生素，CTC的饱和吸附量为588.24 mg/g，CIP的饱和吸附量为571.42 mg/g。
[0010]案例结果表明：本专利技术的Ga
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MOG/SA beads具有制备方法简单、可塑性强、溶胀性大、环境友好、易于分离再生等优点，能够同时有效吸附去除水溶液中的CTC和CIP。
附图说明
[0011]图1是本专利技术制得的Ga
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MOG/SA beads的N2吸附解吸曲线和孔径分布图；图2是本专利技术制得的Ga
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MOG/SA beads的红外光谱图；图3是本专利技术制得的Ga
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MOG/SA beads的热重曲线图；图4是本专利技术制得的Ga
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MOG/SA beads在不同水样中的溶胀行为；图5是本专利技术制得的Ga
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MOG/SA beads在一元体系中对CTC和CIP的吸附效果图；图6是本专利技术制得的Ga
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MOG/SA beads在二元体系中对CTC和CIP的吸附效果图。
实施方式
实施例1
[0012]一种Ga
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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
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ga
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MOG/SA beads的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：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
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三（4
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羧基苯基）
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1，3，5
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三嗪溶于5 mL二甲亚砜中，通过超声使其充分溶解；步骤三：将步骤一和步骤的两种溶液混合并超声，然后将混合液转移至120 ℃真空干燥箱中加热12 h，将玻璃容器倒置观察凝胶是否形成；步骤四：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
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MOGs粉末；步骤五：称取50 mg Ga
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MOGs粉末均匀分散在2.5 mL去离子水中，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳雪，谷俊红，刘智，李宁宁，刘志生，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：