一种LDHs的制备方法及其在催化降解抗生素上的应用

本发明涉及污水处理，尤其涉及一种ldhs的制备方法及其在催化降解抗生素上的应用。

背景技术：

1、随着医药的快速发展，为防止细菌感染，抗生素药物被广泛应用于动物和人体，但抗生素并不能完全被动物和人体吸收，仍然有75％以上的抗生素通过消化系统以尿液、粪便的形式进入水体，在污水处理厂、水产养殖场、畜禽养殖场等排放的自然水体中检测出很多抗生素。左氧氟沙星(levofloxacin，lev)是一种氟喹诺酮类抗生素，喹诺酮类抗生素的代谢产物具有与抗生素母体相同甚至具有毒性，在地表水、地下水和自来水中经常被检测到，对水生动植物也会构成潜在的危害。磺胺甲噻二唑(sulfamethizole，smx)是一种磺胺类抗生素，大部分药物以原型或代谢物的形式被排出，进入水体后会形成“伪持续性”污染物，进而带来一系列的环境风险。盐酸四环素(tetracycline hydrochloride，tc-hcl)是一种四环素类抗生素，但由于吸收率低，大量tc-hcl直接以原液形式随排泄物进入环境中，在无外界干扰情况下仅靠自身进行分解的过程十分缓慢，对环境造成了极大的破坏，甚至可能会导致更加严重的后果。因此，采取有效措施去除水中的抗生素成为人类亟待解决的环境问题。

2、目前为止，已经开发了许多技术来去除这些残留的抗生素(例如，高级氧化工艺(aops)，吸附法，生化处理等)，其中，基于活化过氧单硫酸盐的硫酸根自由基的aops(pms，fenton-like system)由于其强大的氧质，在去除抗生素方面具有广阔的发展前景运行能力、持久性、低成本和方便操作。但如何快速有效的激活pms(过硫酸盐)中的o-o键，形成硫酸盐是其发挥作用的关键所在。通常采用紫外线(uv)、热处理和超声处理等，但近年来，过渡金属催化剂的效果更为明显，常以硫化物、氢氧化物和氧化物催化剂的形式设计以激活。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种ldhs的制备方法及其在催化降解抗生素上的应用。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现：

3、一种ldhs的制备方法，包括如下步骤：

4、s1.将二价金属与三价金属按照金属摩尔比2:1-4:1、各取相同容积的二价金属溶液与三价金属溶液混合，得到混合溶液；

5、s2.在所述混合溶液中滴加naoh溶液，调节ph值至碱性后静置；

6、s3.抽滤并用去离子水洗涤，烘干后获得层状双金属氢氧化物材料。

7、根据上述技术方案，优选地，步骤s1中，所述二价金属为cu2+、mg2+或co2+中的任意一种，所述二价金属溶液为cu(no3)2·3h2o、mg(no3)2·6h2o或co(no3)2·6h2o溶液中的任意一种，其制备的所述层状双金属氢氧化物材料分别为cu/fe-ldh、mg/fe-ldh、co/fe-ldh。

8、根据上述技术方案，优选地，步骤s1中，所述三价金属为fe3+，所述三价金属溶液为fe(no3)3·9h2o溶液。

9、根据上述技术方案，优选地，步骤s1中，将二价金属与三价金属按照金属摩尔比2:1-4:1、各取100ml二价金属溶液与三价金属溶液混合，得到混合溶液，所述混合溶液中二价金属、三价金属的离子总浓度为0.5mol/l。

10、根据上述技术方案，优选地，步骤s1中，所述二价金属为co2+，所述二价金属溶液为co(no3)2·6h2o溶液。

11、根据上述技术方案，优选地，步骤s2中，在所述混合溶液中滴加naoh溶液，调节ph值至13后，室温静置24h。

12、本申请还公开了一种ldhs在催化降解抗生素上的应用，基于上述一种ldhs的制备方法，所述cu/fe-ldh、mg/fe-ldh、co/fe-ldh在pms体系中催化降解左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑。

13、根据上述技术方案，优选地，基于左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑的初始质量浓度在30mg/l的条件下，所述co/fe-ldh的投加量为0.01g，pms的用量为0.01g，初始ph值为7的环境中，催化降解左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑。

14、根据上述技术方案，优选地，所述co/fe-ldh在pms体系中能够被重复用于催化降解左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑，或能够被同时用于催化降解左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑。

15、本发明的有益效果是：

16、本发明采用共沉淀法制备不同二价金属与三价金属的ldh，优化后制备出的co/fe-ldh复合材料，其ldh的层状结构提供了大量的活性位点，co和fe在ldh结构中的协同效应，不仅增强了ldh的催化活性，而且可能导致更多的活性位点暴露，这些位点能够有效地与pms相互作用，促进了有效自由基的产生，从而对多种抗生素具有高效降解能力，除此之外，co/fe-ldh复合材料的稳定性和可重复使用性也表明了其在实际应用中的潜力，具有较高的应用推广价值。

1.一种ldhs的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种ldhs的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述二价金属为cu2+、mg2+或co2+中的任意一种，所述二价金属溶液为cu(no3)2·3h2o、mg(no3)2·6h2o或co(no3)2·6h2o溶液中的任意一种，其制备的所述层状双金属氢氧化物材料分别为cu/fe-ldh、mg/fe-ldh、co/fe-ldh。

3.根据权利要求2所述一种ldhs的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述三价金属为fe3+，所述三价金属溶液为fe(no3)3·9h2o溶液。

4.根据权利要求3所述一种ldhs的制备方法，其特征在于，步骤s1中，将二价金属与三价金属按照金属摩尔比2:1-4:1、各取100ml二价金属溶液与三价金属溶液混合，得到混合溶液，所述混合溶液中二价金属、三价金属的离子总浓度为0.5mol/l。

5.根据权利要求2所述一种ldhs的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述二价金属为co2+，所述二价金属溶液为co(no3)2·6h2o溶液。

6.根据权利要求2-5中任意一项的所述一种ldhs的制备方法，其特征在于，步骤s2中，在所述混合溶液中滴加naoh溶液，调节ph值至13后，室温静置24h。

7.一种ldhs在催化降解抗生素上的应用，基于权利要求2-6中所述一种ldhs的制备方法，其特征在于，所述cu/fe-ldh、mg/fe-ldh、co/fe-ldh在pms体系中催化降解左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑。

8.根据权利要求7所述一种ldhs在催化降解抗生素上的应用，其特征在于，基于左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑的初始质量浓度在30mg/l的条件下，所述co/fe-ldh的投加量为0.01g，pms的用量为0.01g，初始ph值为7的环境中，催化降解左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑。

9.根据权利要求7所述一种ldhs在催化降解抗生素上的应用，其特征在于，所述co/fe-ldh在pms体系中能够被重复用于催化降解左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑，或能够被同时用于催化降解左氧氟沙星、盐酸四环素、磺胺甲噻二唑。