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，作為抑菌或殺菌類藥物已被廣泛應(yīng)用于人類的疾病治療、畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖等多個領(lǐng)域，主要包括四環(huán)素類、磺胺類、β-內(nèi)酰胺類、氟喹諾酮類和大環(huán)內(nèi)酯類等。我國是抗生素生產(chǎn)和使用大國，每年抗生素生產(chǎn)量達21萬噸，使用量達18.9萬噸。研究發(fā)現(xiàn)，生物體攝入大量抗生素類藥物后除部分被機體代謝外，有40％～90％以原藥或初級代謝產(chǎn)物的形式隨糞便和尿液排出體外，最終通過施肥等方式進入土壤環(huán)境或者通過滲漏和污水排放進入水體環(huán)境，由于它是由有機化學(xué)物質(zhì)組成的，不能在水的自凈能力下凈化，導(dǎo)致抗生素類污染物在水體、沉積物和土壤中被檢出，甚至在蔬菜、奶類和肉類等產(chǎn)品中也發(fā)現(xiàn)了抗生素的殘留。

研究發(fā)現(xiàn)，長期暴露在抗生素環(huán)境下，不僅人和動物的患病和發(fā)病率會升高，而且對植物的葉綠素合成、酶分泌和根系生長都有影響。此外微生物也會逐漸適應(yīng)抗生素環(huán)境，并產(chǎn)生抗生素耐藥性和抗性基因。同時，低濃度抗生素對生態(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，對生態(tài)環(huán)境及人類健康造成極大的危害，因此解決抗生素對水體的污染問題迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：為解決抗生素污染水體，對生態(tài)環(huán)境及人類健康造成的極大危害，針對抗生素處理難的問題，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，開啟攪拌的同時進行超聲分散處理，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)對步驟(2)得到的磺化氧化石墨烯進行輻照處理，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水體中的抗生素的處理過程，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，并進行攪拌，得到攪拌混合液；

(3)將步驟(2)的攪拌混合液通過硅藻土進行過濾，使用紫外-可見分光光度計對過濾后的抗生素水體進行檢測。

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，一方面磺化石墨烯被用作催化劑，能夠顯著提高臭氧對抗生素的降解速度，另一方面利用磺化石墨烯在吸附去除抗生素時，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，采用磺化石墨烯對被抗生素污染的水體進行處理時，即能降解水體中的抗生素，又能對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)同進行，對水體中的抗生素降解的同時，還能促進磺化石墨烯對抗生素的吸附效果，最后通過硅藻土進行過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各實施例中磺化石墨烯對各種抗生素的吸附效率。

具體實施方式

實施例1

磺化石墨烯的制備：

(1)將氧化石墨烯加入去離子水中，開啟攪拌，同時進行超聲分散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)對步驟(2)得到的磺化氧化石墨烯進行輻照處理，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程及性能評價：

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，將攪拌混合液通過硅藻土進行過濾，使用紫外-可見分光光度計進行結(jié)果表征。

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

實施例2

磺化石墨烯的制備

(1)將氧化石墨烯加入去離子水中，開啟攪拌，同時進行超聲分散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)對步驟(2)得到的磺化氧化石墨烯進行輻照處理，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)素的過程及性能評價：

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，將攪拌混合液通過硅藻土進行過濾，使用紫外-可見分光光度計進行結(jié)果表征。

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

實施例3

磺化石墨烯的制備同實施例1

該方法制備的磺化石墨烯用于處理水中的土霉素的過程及性能評價：

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，將攪拌混合液通過硅藻土進行過濾，使用紫外-可見分光光度計進行結(jié)果表征。

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

對比實施例1

磺化石墨烯的制備同實施例1

磺化石墨烯吸附水中的土霉素的過程及性能評價：

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，將攪拌混合液通過硅藻土進行過濾，使用紫外-可見分光光度計進行結(jié)果表征。

紫外-可見分光光度計測試結(jié)果表明：磺化石墨烯在2h內(nèi)對土霉素吸附率為82.7％，吸附量為169mg/g。