DingS-1217、靶向IuP/DingS-1217催化剂及原位聚合方法和应用技术

本发明专利技术属于水污染控制领域，涉及DingS

【技术实现步骤摘要】
DingS
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1217、靶向IuP/DingS
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1217催化剂及原位聚合方法和应用


[0001]本专利技术属于水污染控制领域，涉及DingS
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1217、靶向IuP/DingS
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1217催化剂及原位聚合方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，利托那韦的广泛使用使得制药及医疗废水中利托那韦的浓度大大增加。利托那韦属于难降解有机污染物，其含量低、结构稳定、半衰期长、毒性高，且通常具有很强的亲脂憎水性，能够在生物器官的脂肪组织内产生生物积累、沿着食物链逐级放大，破坏整个生态系统稳定性，因此利托那韦严重污染环境、对处于最高营养级的人类产生极大威胁，甚至可导致生物体内分泌紊乱、生殖及免疫机能失调。因此，高效的去除水体中的利托那韦是很有必要的。现阶段，对于难降解有机污染物利托那韦的去除，通常采用生物法处理，但传统的生物法处理周期长，微生物活性低，处理利托那韦时微生物容易发生“中毒”、产生抗性基因，导致整个生物系统崩溃，并且微生物对污染物的降解具有选择性，无法将分子量较大的利托那韦彻底降解和矿化，使出水难以达到水质要求。因此，传统的生物手段并不适用。
[0003]现阶段主要采用高级氧化技术降解利托那韦，该技术速度快、能耗少，但是由于提供的催化活性位点较多，会造成氧化体系产生自由基释放速率过快，瞬间产生大量自由基，而且由于该氧化体系多相性、多组分、低浓度，导致自由基与污染物无法快速接触，大量自由基未经使用直接淬灭，无法发挥自由基对污染物有效的氧化作用，造成处理成本高、污染物降解效率低。高级氧化体系中，自由基的存在时间较短，以过硫酸盐(persulfate，PS)体系产生的硫酸根自由基(SO4·
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)为例，尽管其存在时间比Fenton体系中的羟基自由基(
·
OH)显著延长，但半衰期也仅为4s，对目标污染物识别速度直接影响自由基利用率和污染物降解效率，因此在“精准识别”的基础上实现“快速识别”很有必要。
[0004]PS体系中常用的非均相催化剂包括零价铁、金属氧化物、纳米碳材料和金属有机骨架(MOFs)，其中MOFs具有合成简单、比表面积大、孔径均匀、结构可调、金属中心多样等优点，是一种高效的PS催化剂，具有广泛的应用前景。然而MOFs水稳定性较弱这一缺陷，严重限制了MOFs在高级氧化水处理中的应用。由于传统的MOFs中金属与有机配体形成的配位键相对较弱，H2O分子易攻击配位键，通过置换反应插入到MOFs的金属
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配体键中置换氧原子引起金属
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配体键断裂，水解反应解离生成的氢氧根阴离子和质子分别与金属、所置换的配体结合，最终导致相变、结晶度降低、孔隙率减小甚至材料结构坍塌。
[0005]目前，对MOFs水稳定性的改善主要通过增强配位键强度、制造局部疏水环境、碳化法改性。然而现有的方法普遍会破坏MOFs原本具有的有序多孔的晶体结构、成本高、操作复杂难以精准实施。专利技术人前期申请的专利CN110538677A公开了一种MOFs/MIPs催化剂及其原位生长制备方法与应用。该方法为：将模板分子、功能单体及致孔剂混合均匀，进行预聚合反应，得到预聚合的反应物；将交联剂、引发剂与所述预聚合的反应物混合均匀，加热，经
索氏提取洗脱模板分子，烘干，得到印迹聚合物；将二甲基甲酰胺、2，5
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二羟基对苯二甲酸、氯化亚铁、水、甲醇与所述印迹聚合物混合均匀，加热，洗涤，并用甲醇浸泡、洗涤，干燥得到所述MOFs/MIPs催化剂。虽然该专利中制备的MOFs材料对上述描述到的问题进行了改善，但该催化剂是表面镶嵌结构，即以分子印迹聚合物为基底，在分子印迹吸附层表面，原位生长MOFs，二者之间通过弱化学相互作用和物理作用相连接，是对原有MOFs弱靶向识别性的一种改性，MOFs的结构并未发生改变，其稳定性还有待进一步改进；并且该催化剂并不是应用于制药或医疗废水中利托那韦的降解。因此研究出一种高度选择性吸附、靶向催化降解制药或医疗废水中利托那韦，同时还具有良好的水稳定性的催化剂是十分有必要的。

技术实现思路

[0006]针对现有制药及医疗废水中利托那韦处理成本高、降解效率低的技术问题，本专利技术提出DingS
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1217、靶向IuP/DingS
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1217催化剂及原位聚合方法和应用。该催化剂可以高效选择性吸附、靶向催化降解废水中利托那韦，可高效去除废水中的目标环境污染物、保证水环境安全。解决了处理废水中难降解污染物利托那韦生物、化学处理法降解效率低、成本高等的问题。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]DingS
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1217的制备方法为：将衣康酸、氯化铁和超纯水混合均匀，进行水热反应后经后处理，得DingS
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1217。
[0009]以所述衣康酸的质量计，每克衣康酸添加35
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39mL超纯水；衣康酸与氯化铁的质量比为1:(1
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3)；水热处理的温度为20
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30℃，处理的时间为11
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13h。
[0010]优选地，所述衣康酸与氯化铁的质量比为1:2。所述水热处理的温度为25℃，所述处理的时间为12h。
[0011]所述后处理为：洗涤、异丙醇浸泡、洗涤和干燥；其中洗涤用试剂为超纯水；异丙醇浸泡的时间为1
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3h。本专利技术中所用异丙醇优选分析纯级试剂，纯度达99.5％以上。
[0012]上述的制备方法制备的DingS
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1217。该DingS
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1217为新型MOFs材料。衣康酸作为有机配体，与铁源配位桥连成环，进而不断向二维、三维方向生长、延伸，形成有序的立体三维多孔晶体结构。
[0013]一种靶向IuP/DingS
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1217催化剂原位聚合的方法，步骤如下：
[0014](1)将DingS
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1217、模板分子、功能单体及致孔剂混合均匀，进行预聚合反应，得预聚合的反应物；
[0015](2)将交联剂、引发剂与步骤(1)所得的预聚合的反应物混合均匀，加热，经多次提取洗脱模板分子，烘干，得靶向IuP/DingS
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1217催化剂。
[0016]所述步骤(1)中模板分子为利托那韦；功能单体为乙烯基吡啶；致孔剂为四氢呋喃；DingS
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1217在致孔剂中的浓度为1g/100mL，模板分子、功能单体和致孔剂的摩尔比为1:(2
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4):(120
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130)；预聚合反应的温度为3
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5℃，预聚合反应的时间为3.5
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4.5h。
[0017]优选地，所述步骤(1)中模板分子、功能单体和致孔剂的体积比为1:4:130。
[0018]优选地，所述步骤(1)中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.DingS
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1217的制备方法，其特征在于：将衣康酸、氯化铁和超纯水混合均匀，进行水热反应后经后处理，得DingS
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1217。2.根据权利要求1所述的DingS
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1217的制备方法，其特征在于：以衣康酸的质量计，每克衣康酸添加35
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39 mL超纯水；衣康酸与氯化铁的质量比为1:（1
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3）；水热处理的温度为20
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30 ℃，水热处理的时间为11
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13 h。3.根据权利要求1或2所述的DingS
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1217的制备方法，其特征在于，所述后处理为：洗涤、异丙醇浸泡、洗涤和干燥；其中洗涤用试剂为超纯水；异丙醇浸泡的时间为1
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3 h。4.权利要求1或2所述的制备方法制备的DingS
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1217。5.一种靶向IuP/DingS
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1217催化剂原位聚合的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将DingS
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1217、模板分子、功能单体及致孔剂混合均匀，进行预聚合反应，得预聚合的反应物；（2）将交联剂、引发剂与步骤（1）所得的预聚合的反应物混合均匀，加热，经多次提取洗脱模板分子，烘干，得靶向IuP/DingS
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1217催化剂。6.根据权利要求5所述的靶向IuP/DingS
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁苏，付景保，邓天天，孙恂，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：