一种光-芬顿体系协同催化氧化降解水环境中抗生素的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108751335A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810473114.6(22)申请日2018.05.04(71)申请人中山大学地址510275广东省广州市海珠区新港西路135号(72)发明人严凯王安祺仇荣亮(51)Int.Cl.C02F1/32(2006.01)C02F1/72(2006.01)B01J23/34(2006.01)B01J35/00(2006.01)B01J35/10(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种光-芬顿体系协同催化氧化降解水环境中抗生素的方法(57)摘要本发明公开一种光-芬顿体系协同催化氧化降解水环境中不同类抗生素的方法，属于环境材料技术领域和废水治理领域。所述新型片状、球状多级孔还原MnOx制备步骤：1)将0.5～5.0g模板剂和10～80mL醇溶液搅拌0.5～5h，随后加入0.5～6.0g锰盐、1.0～4.0g尿素和0.5～1mL水，在30～50℃条件下超声搅拌1～3h后转移到反应釜中，进行水热反应6～8h；2)所得产物在不同氛围下经350～550℃煅烧3h后用还原剂还原，最后离心、真空干燥制得。所述方法制得的MnOx光-芬顿材料比表面积显著增大，具有优秀的催化活性、结构稳定性。所提出的光-芬顿体系在处理抗生素废水中具有协同作用，该体系在模拟太阳光下可持续产生强氧化性物质来高效去除水中的抗生素，使其矿化成无害的小分子物质，防止产生二次污染。CN108751335ACN108751335A权利要求书1/1页2--1.一种光-芬顿体系(MnOx-S2O8/HSO5-UV-Vis)协同催化氧化降解水环境中抗生素的方法，其特征在于包括下述步骤：(1)配制含抗生素废水，浓度为5～50mg/L，备用；(2)按5～30mg/L的用量在步骤(1)得到的废水中加入新型片状、球状多级孔还原MnOx光-芬顿催化剂，无光条件下搅拌1～5h使其达到吸附-解吸平衡；(3)在上述溶液加入过硫酸盐/单过硫酸盐，同时开启光源并持续搅拌进行光-芬顿反应1～4h。2.根据权利要求1所述的含抗生素废水的处理方法，其特征在于：所述新型片状、球状多级孔还原MnOx光-芬顿催化剂通过以下方法制备得到，具体包括以下步骤：(1)在125mLNalgene高密度聚乙烯瓶中，将模板剂0.5～5.0g模板剂加入到10～80mL乙醇或乙二醇溶液中，室温下磁力搅拌0.5～5h，使其完全溶解；(2)加入0.5～6.0g二价锰盐作为前驱物，1.0～4.0g尿素作为沉淀剂以及0.5～1mL纯水，在30～50℃水浴条件下超声和搅拌1～3h小时，溶液变成棕色；(3)将上述混合物溶液加入到100mLTeflon内衬反应釜中，90～160℃水热反应6～8h；(4)将上述水热反应后得到的产物在7000～10000rpm转速下离心10min，同时用乙醇洗涤两次，随后在特定氛围中于管式炉中120℃干燥5h后，再在350～550℃煅烧3h，升温速率为2～5℃/min；(5)将煅烧后的样品分散于20～40mL乙醇中，按比例用还原剂在密闭条件下还原3～12h，再通过10min转速为8000rpm的离心分离，最后将所得还原样品放入真空干燥箱中于60℃下干燥12h，得到新型片状、球状多级孔还原MnOx光-芬顿催化剂。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光-芬顿催化过程所用光源为500W高压汞灯和500W氙灯。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过硫酸盐和单过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸氢钾，投加量为0.5～10mmol/L。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述MnOx材料的前驱物为醋酸锰、柠檬酸锰、硫酸锰和硝酸锰的一种或多种。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述模板剂为P123、CTAB、PVP和F127的一种或多种。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述管式炉中的特定煅烧氛围为氢气、氩气、二氧化碳、氮气和空气的一种或两种混合，所得MnOx分别为MnO、MnO2、Mn2O3和Mn3O4一相或混相。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾，与煅烧后的MnOx样品的摩尔比为1∶2～1∶7。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗生素为环丙沙星、恩诺沙星、氧氟沙星、四环素、阿莫西林、甲硝锉、磺胺二甲嘧啶、洛美沙星、诺氟沙星和氯霉素的一种或多种。10.根据权利要求1-8中所述的方法制得的片状、球状多孔还原过渡金属氧化物用于光-芬顿催化氧化降解抗生素的用途。2CN108751335A说明书1/7页一种光-芬顿体系协同催