纳米复合材料mbzif67合成及其对水中环丙沙星污染物吸附性能研究.docx
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摘要
随着人们的生活水平不断提高，人们对自身的身体健康也是非常的重视。人们生活中的地下用水以及海水、河水中检测到抗生素，环丙沙星是抗生素中的一种，对于人体和动物都具有抗菌作用，但环丙沙星在治疗人体疾病的同时也对环境造成了污染，当它们流入到环境中，我们的生态系统会因此产生耐药基因，因此我们要高效的处理这一问题。本文是以2-甲基咪唑和六水合硝酸钴等作为合成原料制备MB@ZIF-67材料，MB@ZIF-67材料制作工艺简单，结构稳定，在吸附领域具有一定的使用前景。以MB@ZIF-67材料作为吸附剂，环丙沙星作为吸附质，探索研究了不同浓度的溶液，不同时间和MB@ZIF-67不同含量情况下对环丙沙星的吸附性能影响，结果表明了，MB@ZIF-67对环丙沙星溶液有加速吸附能力，环丙沙星浓度为25mg/l，MB@ZIF-67含量为65mg，吸附时间为65min时吸附率最好，吸附率为79.65%，吸附量为30.64mg/g，吸光度为0.544。
关键词：MB@ZIF-67；环丙沙星；吸附性能影响
第一章绪论
1.1环丙沙星污染物简介
1.1.1环丙沙星的使用现状
环丙沙星(Ciprofloxacin，CIP)别名:环丙氟哌酸，化学式为：C17H18FN3O3外观现状：白色粉末，相对分子质量为331.341，是喹诺酮类的抗生素，具有抗菌活性，杀菌效果比较好，对人体球菌类和杆菌类具有有效的抗菌作用。环丙沙星在医学可治疗呼吸道感染、眼部感染以及皮肤与软组织感染等一些症状，兽医的临床应用可用于杀菌，对革兰氏阳性菌的作用比较强。
抗生素类药物，在治疗人类身体健康的同时也对环境造成了污染，随着人们生活质量不断地增长，城市里产生的污水也不断地增加，这样会对我们生存的环境带来巨大的伤害。环丙沙星等抗生素药物在全球内广泛的使用和生产，导致环境污染，在人们生活中的饮用水、地表水和污水处理厂的水中，均可检测出浓度为7~3800ng·L-1的环丙沙星[1-2]，给人们的身体健康和生态环境带来了巨大的潜在危害[3],污水基的吸附方法可以对水中的环丙沙星具有良好的去除效果，有利于实现污泥资源化的利用和对水环境改善的潜力[4]汤睿的吸附方法，在平衡时可将环丙沙星和TC的去除率分别达到98%和96%，可见MB-CC对环丙沙星和TC的吸附机理包括：静电吸引的作用和空扩散的作用等
[5]。
1.1.2环丙沙星的污染现状
环丙沙星污染现状的问题，在我们的生活中CIP的广泛使用和生产，对我们的生活环境、饮用水、地下用水以及海水、河水、土壤等造成了污染。由此我们城市的污水处理厂也变成为了抗生素污染物的第一道防线，进入我们生态环境的环丙沙星抗生素容易残留在水中和土壤中，环境中的生物会被引导产生耐药性和基因，而这些产生耐药性和基因的生物通常出现在城市的污水处理厂的污泥和污水中[6-7]，CIP抗生素是新型环境污染的污染物抗生素，也是当前我们研究者们的研究热点之一，已经有研究者们在土壤中检测出了不同种类的抗生素[8]。微塑料的存在可以促进黑麦草对环丙沙星的吸收，但是它的作用会随着环丙沙星的浓度增多而减少，黑麦草对0.1mg/L和2.0mg/L的环丙沙星的去除率增加了45%和3.1%[9]。环丙沙星抗生素的残留会对环境生物的处理单元中的一些微生物产生一定的抑制作用，可以引诱抗性菌的出现。抗生素的有机污染物的水处理，也是研究方向之一[10]。张珂等人研究发现了改性之后的污泥活性炭对污水中的Cr具有非常好的吸附效果，去除率高达了99%[11]。许多的研究者研究表明，环丙沙星抗生素会在生活的环境中发生比较多的降解反应，主要用生物降解反应和非生物降解反应[12]。为推断出发生降解反应的产物的分子结构，葛林科等人研究了氟甲霉素与甲砜霉素光的降解反应过程，在UV-vis（入200nm）的照射下，发生了光的氧化、水解等光化学反应[13]。磺胺类抗生素，用活性炭吸附在2~3h达到了吸附平衡，吸附量的大小排序SMZSM1SM2,SMZ、SM1和SM2扩散常数为0.37mg/（g·min0.5）、0.3mg/（g·min0.5）和0.24mg/
（g·min0.5）后来又降到0.1mg/L、0.5mg/L和0.5mg/L由内扩散变为膜扩散，这3种抗生素的较为饱和的吸附量为
3.75mg/g、3.23mg/g和2.95mg/g。[14]
1.1.3环丙沙星的危害
我们生活中经常遇到的医疗用药和兽医用药，从人体排出的废料，会通过人体和动物新陈代谢的方式多个不同的载体流入到我们生活中和生存环境中去，地下水、污水处理厂以及土壤、泥土中都可检测出环丙沙星抗生素，环丙沙星抗生素废水的危害比较严重，环丙沙星抗生素成分比较复