本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磺化石墨烯的制備方法及其處理抗生素水體的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

抗生素是人們生活中不可缺少的藥物，作為抑菌或殺菌類(lèi)藥物已被廣泛應(yīng)用于人類(lèi)的疾病治療、畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖等多個(gè)領(lǐng)域，主要包括四環(huán)素類(lèi)、磺胺類(lèi)、β-內(nèi)酰胺類(lèi)、氟喹諾酮類(lèi)和大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)等。我國(guó)是抗生素生產(chǎn)和使用大國(guó)，每年抗生素生產(chǎn)量達(dá)21萬(wàn)噸，使用量達(dá)18.9萬(wàn)噸。研究發(fā)現(xiàn)，生物體攝入大量抗生素類(lèi)藥物后除部分被機(jī)體代謝外，有40％～90％以原藥或初級(jí)代謝產(chǎn)物的形式隨糞便和尿液排出體外，最終通過(guò)施肥等方式進(jìn)入土壤環(huán)境或者通過(guò)滲漏和污水排放進(jìn)入水體環(huán)境，由于它是由有機(jī)化學(xué)物質(zhì)組成的，不能在水的自?xún)裟芰ο聝艋?，?dǎo)致抗生素類(lèi)污染物在水體、沉積物和土壤中被檢出，甚至在蔬菜、奶類(lèi)和肉類(lèi)等產(chǎn)品中也發(fā)現(xiàn)了抗生素的殘留。

研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期暴露在抗生素環(huán)境下，不僅人和動(dòng)物的患病和發(fā)病率會(huì)升高，而且對(duì)植物的葉綠素合成、酶分泌和根系生長(zhǎng)都有影響。此外微生物也會(huì)逐漸適應(yīng)抗生素環(huán)境，并產(chǎn)生抗生素耐藥性和抗性基因。同時(shí)，低濃度抗生素對(duì)生態(tài)環(huán)境中微生物種群也能夠起到篩選作用，使具有抗生素耐藥性的微生物種群得以保留并逐漸壯大，而對(duì)其敏感的種群不斷死亡消失，直接后果就是使微生物種群結(jié)構(gòu)失衡，對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類(lèi)健康造成極大的危害，因此解決抗生素對(duì)水體的污染問(wèn)題迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：為解決抗生素污染水體，對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類(lèi)健康造成的極大危害，針對(duì)抗生素處理難的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種磺化石墨烯的制備方法及其處理抗生素水體的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明提供了一種磺化石墨烯的制備方法，步驟如下：

(1)將氧化石墨烯加入去離子水中，開(kāi)啟攪拌的同時(shí)進(jìn)行超聲分散處理，得到氧化石墨烯分散液；

(2)向步驟(1)得到的氧化石墨烯分散液中添加氯磺酸，回流冷卻干燥得到磺化氧化石墨烯；

(3)對(duì)步驟(2)得到的磺化氧化石墨烯進(jìn)行輻照處理，得到磺化石墨烯。

其中，步驟(1)所述的氧化石墨烯分散液的質(zhì)量濃度為0.05～0.1％，超聲分散時(shí)間為：10～20分鐘。

步驟(2)所述添加的氯磺酸與氧化石墨烯之間的質(zhì)量比為10～15：1。

本發(fā)明還提供了一種磺化石墨烯對(duì)水體中的抗生素的處理過(guò)程，步驟如下：

(1)量取20毫升濃度為200ppm的抗生素置于250ml的玻璃燒杯中，加入磺化石墨烯，得到混合溶液；

(2)向步驟(2)的混合溶液中通入臭氧，并進(jìn)行攪拌，得到攪拌混合液；

(3)將步驟(2)的攪拌混合液通過(guò)硅藻土進(jìn)行過(guò)濾，使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)對(duì)過(guò)濾后的抗生素水體進(jìn)行檢測(cè)。

其中。步驟(1)所述的混合溶液中磺化石墨烯的濃度為0.5～2mg/ml。

步驟(2)所述的攪拌速度為300～500r/min，攪拌時(shí)間2～3h。

有益效果：采用本發(fā)明方法處理被抗生素污染的水體時(shí)，一方面磺化石墨烯被用作催化劑，能夠顯著提高臭氧對(duì)抗生素的降解速度，另一方面利用磺化石墨烯在吸附去除抗生素時(shí)，其sp2雜化的六元環(huán)結(jié)構(gòu)能與抗生素的苯環(huán)發(fā)生π-π鍵作用，對(duì)抗生素有很高的去除效率，具有非常好的吸附效果。因此，采用磺化石墨烯對(duì)被抗生素污染的水體進(jìn)行處理時(shí)，即能降解水體中的抗生素，又能對(duì)水體中的抗生素及其降解產(chǎn)物產(chǎn)生吸附作用，二者協(xié)同進(jìn)行，對(duì)水體中的抗生素降解的同時(shí)，還能促進(jìn)磺化石墨烯對(duì)抗生素的吸附效果，最后通過(guò)硅藻土進(jìn)行過(guò)濾使得水體中的抗生素能夠得到比較徹底的去除，因此，采用本發(fā)明方法處理被抗生素污染的水體具有非常好的效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明磺化石墨烯樣品的掃描電鏡圖；

圖2(a)為磺化石墨烯樣品的紅外光譜圖；

(b)為磺化石墨烯樣品的拉曼光譜圖；

圖3各實(shí)施例中磺化石墨烯對(duì)各種抗生素的吸附效率。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

磺化石墨烯的制備：

(1)將氧化石墨烯加入去離子水中，開(kāi)啟攪拌，同時(shí)進(jìn)行超聲分散10分鐘，得到濃度為0.05％的氧化石墨烯分散液；

(2)按照氯磺酸與氧化石墨烯的質(zhì)量比為15:1的比例向步驟(1)得到的氧化石墨烯分散液中添加氯磺酸，回流冷卻干燥得到磺化氧化石墨烯；

(3)對(duì)步驟(2)得到的磺化氧化石墨烯進(jìn)行輻照處理，得到磺化石墨烯。

該方法制備的磺化石墨烯用于處理水中的恩諾沙星的過(guò)程及性能評(píng)價(jià)：

量取20毫升濃度為200ppm的恩諾沙星溶液于250毫升的玻璃燒杯中，加入磺化石墨烯，得到石墨烯濃度為1.5mg/ml的混合溶液，然后向混合溶液中通入臭氧，并以300r/min的攪拌速度攪拌2h，得到攪拌混合液，將攪拌混合液通過(guò)硅藻土進(jìn)行過(guò)濾，使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行結(jié)果表征。

紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試結(jié)果表明：磺化石墨烯在2h內(nèi)對(duì)恩諾沙星吸附率為98.5％，吸附量為351mg/g。

實(shí)施例2

磺化石墨烯的制備

(1)將氧化石墨烯加入去離子水中，開(kāi)啟攪拌，同時(shí)進(jìn)行超聲分散20分鐘，得到濃度為0.1％的氧化石墨烯分散液；

(2)按照氯磺酸與氧化石墨烯的質(zhì)量比為10:1的比例向步驟(1)得到的氧化石墨烯分散液中添加氯磺酸，回流冷卻干燥得到磺化氧化石墨烯；

(3)對(duì)步驟(2)得到的磺化氧化石墨烯進(jìn)行輻照處理，得到磺化石墨烯。

該方法制備的磺化石墨烯用于處理水中的鹽酸四環(huán)素的過(guò)程及性能評(píng)價(jià)：

量取20毫升濃度為200ppm的鹽酸四環(huán)素溶液于250毫升的玻璃燒杯中，加入磺化石墨烯，得到石墨烯濃度為0.8mg/ml的混合溶液，然后向混合溶液中通入臭氧，并以400r/min的攪拌速度攪拌3h，得到攪拌混合液，將攪拌混合液通過(guò)硅藻土進(jìn)行過(guò)濾，使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行結(jié)果表征。

紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試結(jié)果表明：磺化石墨烯在2h內(nèi)對(duì)鹽酸四環(huán)素的吸附率為98％，吸附量為326mg/g。

實(shí)施例3

磺化石墨烯的制備同實(shí)施例1

該方法制備的磺化石墨烯用于處理水中的土霉素的過(guò)程及性能評(píng)價(jià)：

量取20毫升濃度為200ppm的土霉素溶液于250毫升的玻璃燒杯中，加入磺化石墨烯，得到石墨烯濃度為1mg/ml的混合溶液，然后向混合溶液中通入臭氧，并以300r/min的攪拌速度攪拌2h，得到攪拌混合液，將攪拌混合液通過(guò)硅藻土進(jìn)行過(guò)濾，使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行結(jié)果表征。

紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試結(jié)果表明：磺化石墨烯在2h內(nèi)對(duì)土霉素的吸附率為96.7％，吸附量為309mg/g。

對(duì)比實(shí)施例1

磺化石墨烯的制備同實(shí)施例1

磺化石墨烯吸附水中的土霉素的過(guò)程及性能評(píng)價(jià)：

量取20毫升濃度為200ppm的土霉素溶液于250毫升的玻璃燒杯中，加入磺化石墨烯，得到石墨烯濃度為1mg/ml的混合溶液，將混合好的液體在300r/min的攪拌速度下保持2h，得到攪拌混合液，將攪拌混合液通過(guò)硅藻土進(jìn)行過(guò)濾，使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行結(jié)果表征。

紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試結(jié)果表明：磺化石墨烯在2h內(nèi)對(duì)土霉素吸附率為82.7％，吸附量為169mg/g。