本發(fā)明涉及金屬有機(jī)框架水處理，尤其涉及一種銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、均相芬頓技術(shù)是傳統(tǒng)的處理有機(jī)污染物的方法，然而，其受制于fe3+的還原速率限制以及大量的有毒鐵污泥產(chǎn)生，開發(fā)出高效的異相類芬頓催化劑是極其重要的。傳統(tǒng)的異相催化劑受制于自身活性位點(diǎn)的數(shù)量以及催化劑內(nèi)部較低的電子轉(zhuǎn)移速率而表現(xiàn)較低的類芬頓活性。采用第二金屬摻雜能夠通過(guò)調(diào)整電子結(jié)構(gòu)、提高電子轉(zhuǎn)移效率以及提高穩(wěn)定性等方式有效改善類芬頓催化劑的催化活性。在眾多變價(jià)過(guò)渡金屬催化劑，金屬有機(jī)框架（mofs）由于其大的比表面積、豐富的不飽和金屬位點(diǎn)和可調(diào)的孔結(jié)構(gòu)而在異相催化氧化系統(tǒng)中引起了越來(lái)越多的關(guān)注。然而，在水處理中，應(yīng)進(jìn)一步研究催化性能與穩(wěn)定性之間的權(quán)衡關(guān)系，克服目前催化劑效率低等問(wèn)題。

2、公開號(hào)cn114011466a公開了一種超薄銅錳雙金屬mofs脫硝催化劑及其制備方法和應(yīng)用，得到銅錳雙金屬mofs材料作為脫硝催化劑輔助co還原nox，實(shí)現(xiàn)有效脫硝。該反應(yīng)中mofs具有co選擇性催化還原脫除nox的能力，與水處理中mofs材料活性過(guò)氧化氫的性質(zhì)和原理明顯不同，不具有借鑒價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，將mn元素?fù)诫s到cu團(tuán)簇-對(duì)苯二甲酸酯連接組成的二維金屬有機(jī)框架中以制備出高效的cumn-bdc異相類芬頓催化劑，從而解決現(xiàn)有水處理催化劑效率低等問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)此技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下方案：銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，銅錳雙金屬mofs為cumn-bdc納米片。

3、進(jìn)一步的，磺胺類抗生素為磺胺甲惡唑、磺胺嘧啶、磺胺甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶任意一種或幾種。

4、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：cumn-bdc納米片中mn在不影響cu-bdc自身配位結(jié)構(gòu)的同時(shí)能夠大幅度增強(qiáng)其異相類芬頓催化性能，加強(qiáng)雙氧水的有效分解以形成大量的羥基自由基，羥基自由基快速氧化磺胺甲惡唑，實(shí)現(xiàn)其降解去除。

5、進(jìn)一步的，將cumn-bdc納米片加入濃度為10?mg/l的50?ml磺胺甲惡唑溶液中，用超聲和磁力攪拌器以450?rpm進(jìn)行分散，直至分散均勻；然后加入16mmol/l的h2o2，在室溫下引發(fā)類芬頓反應(yīng)。

6、進(jìn)一步的，cumn-bdc納米片的制備過(guò)程：將n,n-二甲基甲酰胺、乙醇和水混合得到混合溶液；隨后，將1,4-苯二甲酸超聲溶解到混合溶液中，之后，加入銅鹽和錳鹽溶解，迅速注入三乙胺，持續(xù)攪拌得到產(chǎn)物溶液；最后，離心產(chǎn)物溶液，得到固體產(chǎn)物，乙醇洗滌，真空烘干得到銅錳雙金屬二維金屬有機(jī)框架納米片。

7、進(jìn)一步的，n,n-二甲基甲酰胺：乙醇：水的體積比為7:1:1。

8、進(jìn)一步的，銅鹽為cucl2·2h2o，錳鹽為mncl2·4h2o。

9、進(jìn)一步的，1,4-苯二甲酸：cucl2·2h2o：mncl2·4h2o的摩爾比為2:1:1。

10、進(jìn)一步的，n,n-二甲基甲酰胺：乙醇：水：1,4-苯二甲酸：cucl2·2h2o：mncl2·4h2o：三乙胺的用量比為42ml:6ml:6ml：1.5mmol：0.75mmol：0.75?mmol：1.6?ml。

11、進(jìn)一步的，持續(xù)攪拌時(shí)間為24h，真空干燥溫度為60℃。

12、進(jìn)一步的，以n,n-二甲基甲酰胺為溶劑，所述銅錳雙金屬二維金屬有機(jī)框架納米片為填充物和催化劑，聚乙烯吡咯烷酮為親水改善劑，聚偏二氟乙烯膜為膜基質(zhì)，采用一鍋法合成鑄膜液，通過(guò)刮膜機(jī)得到混合基質(zhì)膜，用所述混合基質(zhì)膜進(jìn)行磺胺類抗生素類芬頓降解。

技術(shù)特征：

1.一種銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，其特征在于：銅錳雙金屬mofs為cumn-bdc納米片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，其特征在于：磺胺類抗生素為磺胺甲惡唑、磺胺嘧啶、磺胺甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶任意一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺甲惡唑中的應(yīng)用，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，其特征在于，n,n-二甲基甲酰胺：乙醇：水的體積比為7:1:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，其特征在于，銅鹽為cucl2·2h2o，錳鹽為mncl2·4h2o。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，其特征在于，1,4-苯二甲酸：cucl2·2h2o：mncl2·4h2o的摩爾比為2:1:1。

8.?根據(jù)權(quán)利要求6所述的銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，其特征在于，n,n-二甲基甲酰胺：乙醇：水：1,4-苯二甲酸：cucl2·2h2o：mncl2·4h2o：三乙胺的用量比為42ml:6ml:6ml：1.5mmol：0.75mmol：0.75?mmol：1.6?ml。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，其特征在于，持續(xù)攪拌時(shí)間為24h，真空干燥溫度為60℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅錳雙金屬mofs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，其特征在于，以n,n-二甲基甲酰胺為溶劑，所述銅錳雙金屬二維金屬有機(jī)框架納米片為填充物和催化劑，聚乙烯吡咯烷酮為親水改善劑，聚偏二氟乙烯膜為膜基質(zhì)，采用一鍋法合成鑄膜液，通過(guò)刮膜機(jī)得到膜體，水中相分離，得到混合基質(zhì)膜，用所述混合基質(zhì)膜進(jìn)行磺胺類抗生素類芬頓降解。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種銅錳雙金屬M(fèi)OFs在催化降解磺胺類抗生素中的應(yīng)用，涉及金屬有機(jī)框架水處理技術(shù)領(lǐng)域。CuMn?BDC納米片中Mn在不影響Cu?BDC自身配位結(jié)構(gòu)的同時(shí)能夠大幅度增強(qiáng)其類芬頓催化性能，加強(qiáng)雙氧水的有效分解以形成大量的羥基自由基，羥基自由基快速氧化磺胺甲惡唑，實(shí)現(xiàn)其降解去除。

技術(shù)研發(fā)人員：李響,王晟,苑馳,吳玉凱,王博,馮霄,辛寶平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京理工大學(xué)唐山研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10