一种EDTA-β-CD材料在去除水溶液中环丙沙星方面的应用技术领域
本发明涉及一种EDTA-β-CD材料在去除水溶液中环丙沙星方面的应用，属于环境
科学技术领域。
背景技术
水体中的抗生素的来源主要分为以下几个方面：抗生素工业废水，人用抗生素和
兽用抗生素。研究表明，体内的抗生素不能被身体器官完全吸收，因此一部分抗生素会以原
药或代谢物的形式排出体外。另外，某些不法商家会直接排放未经处理的含有抗生素的废
水。这些抗生素会通过污水排放和雨水冲刷，最后进入到地下水和饮用水中，严重地威胁着
人类的健康以及严重地破坏生态环境的平衡。环丙沙星为合成的第三代喹诺酮类抗菌药
物，具广谱抗菌活性，杀菌效果好，价格低，广泛应用于人类疾病和牲畜疾病的治疗中。同
时，环丙沙星会对人体和牲畜产生毒性作用，可以使环境中的细菌对其产生抗性。因此必须
将其从污水中去除。由于吸附技术操作简易，价格低廉，故易广泛应用于去除水中环丙沙
星。
目前，环丙沙星去除所用的吸附剂存在吸附性能有待提高，吸附速率有待加快，吸
附剂的毒性有待降低，吸附剂制备工艺繁杂、不适于大规模批量生产等技术问题。
发明内容
为了解决现有吸附剂毒性大，吸附时间长等技术问题，本发明的目的是提供一种
EDTA-β-CD材料在去除水溶液中环丙沙星方面的应用。本发明采用EDTA-β-CD吸附剂去除环
丙沙星，其对环丙沙星具有较高的吸附性能，吸附平衡的时间短，并且该吸附剂成本低廉，
安全无毒。
本发明的技术原理如下介绍：环糊精是由细菌通过酶催降解淀粉而获得的一种天
然的环状寡糖。环糊精最重要的特性是他们立体明确的疏水内腔，可与众多具有合适尺寸
和极性分子形成主-客体包含物。用EDTA与β-CD进行交联反应之后，得到一个等电点较低的
吸附材料，而环丙沙星的等电点较高。因此吸附过程中不仅有环糊精内腔对环丙沙星的疏
水作用，还有在相当长的pH范围内吸附剂与吸附质的静电吸引作用，从而更好的吸附抗生
素。因此EDTA-β-CD材料是一种适合用于吸附环丙沙星的优越的吸附剂。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种EDTA-β-CD材料在去除水溶液中环丙沙星方面的应用。
上述应用方法如下：将EDTA-β-CD材料置于含有50～250mg/L环丙沙星的水溶液
中，室温下搅拌；其中：EDTA-β-CD材料和水溶液的固液质量体积比为1:5～2:5g/L。
优选的，水溶液中含有80～120mg/L的环丙沙星；搅拌时间为3-5小时；搅拌速度为
150～250r/min。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)β-CD的疏水内腔可以与环丙沙星结合形成包含化合物进而吸附去除环丙沙
星，另外EDTA-β-CD材料的等电点低，而环丙沙星的等电点高，在相当广的pH范围内，EDTA-
β-CD材料对环丙沙星都有静电吸引作用。因此将EDTA-β-CD材料应用于吸附环丙沙星，时间
短而且吸附性能优越。
(2)制备过程时不产生对环境有污染的副产物，并且仅采用常规化学试剂EDTA，原
料简单易得，成本低廉，适于大批量生产。
(3)吸附时间短(3-5小时)，吸附性能优越，吸附容量可高达327.14mg/g，材料来源
广，成本低，制备过程绿色化，适合于大规模生产。
附图说明
图1是应用实施例2的实施结果；a)吸附等温曲线；b)D-R吸附等温线模型。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1
一种用于去除环丙沙星的EDTA-β-CD材料，通过如下步骤的方法制备而成：
将8.04g磷酸氢二钠、18.00g乙二胺四乙酸、12.00gβ-环糊精以及20mL去离子水加
入到烧杯中，100℃水浴搅拌1h。停止水浴加热后将混合物放入到培养皿中，滴加1.5mL的聚
乙二醇-200，在155℃下加热10h。停止加热后取出研磨至成粉末状，依次用1200mL的去离子
水、300mL 0.1mol/L的稀盐酸、300mL去离子水、900mL 0.1mol/L的碳酸钾以及50mL无水乙
醇洗涤。洗涤完成后，在45℃下真空干燥2天。
应用实施例1
将实施例1所得的用于去除环丙沙星的EDTA-β-CD吸附剂(15mg)和50mL浓度为
100mg/mL的环丙沙星水溶液加入到250mL样品瓶中，放入恒温摇床在室温下以180r min-1匀
速振荡，然后每隔一段时间取样，并用微孔滤膜过滤，滤液采用分光光度计在其最大吸收波
长276nm处测定其吸光度。实验结果表明，实施例1所得的用于去除环丙沙星的EDTA-β-CD吸
附剂对环丙沙星的吸附平衡时间是4h。即本发明所得的用于去除环丙沙星的EDTA-β-CD吸
附剂对环丙沙星能达到较快吸附平衡。
应用实施例2
依次配制浓度为50、75、100、125、150、175、200、225、250mg/mL的环丙沙星水溶液，
将一颗实施例1所得的用于去除环丙沙星的EDTA-β-CD吸附剂(15mg)和50mL上述各浓度环
丙沙星水溶液加入到250mL锥形瓶中，放入恒温摇床在室温下以180r min-1匀速振荡，至吸
附平衡后，然后过滤，所得的滤液采用分光光度计在其最大吸收波长276nm处测定其吸光
度。实验结果如图1和表1所示。实验数据符合D-R吸附等温线模型，计算所得本发明制备的
用于去除环丙沙星的EDTA-β-CD吸附剂对环丙沙星的吸附容量可高达327.14mg/g。
表1 D-R吸附等温线模型拟合参数
应用实施例3
配制浓度均为100mg/mL的环丙沙星和四环素水溶液，将一颗实施例1所得的EDTA-
β-CD吸附剂(15mg)和50mL上述环丙沙星和四环素水溶液加入到250mL锥形瓶中，放入恒温
摇床在室温下以180r min-1匀速振荡，至吸附平衡后，然后过滤，所得的滤液采用分光光度
计在其最大吸收波长276nm处测定其吸光度。结果如表2所示。两者的吸附量之比为7.66:1，
说明本材料具有选择性吸附性能。
表2 EDTA-β-CD吸附环丙沙星和四环素水溶液的吸附量
综上所述，本发明用于去除环丙沙星的EDTA-β-CD吸附剂，由于β-CD的疏水内腔可
以与环丙沙星结合。另外，在原溶液的pH条件下，EDTA-β-CD吸附剂与环丙沙星之间还存在
着静电吸引作用，因此将此材料应用于去除环丙沙星时，拥有时间短，吸附性能优越等优
点。将此吸附材料应用于去除水溶液中环丙沙星抗生素，处理操作简单，成本低廉，吸附性
能优越，实用性强。
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术
人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变
型也应视为本发明的保护范围。