[發明專利]一種光-芬頓體系協同催化氧化降解水環境中抗生素的方法

在審

• 申請號: 201810473114.6
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108751335A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 嚴凱;王安祺;仇榮亮
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/72;B01J23/34;B01J35/00;B01J35/10;C02F101/30
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1.一種光-芬頓體系(MnO_x-S₂O₈^2-/HSO₅^--UV-Vis)協同催化氧化降解水環境中抗生素的方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)配制含抗生素廢水，濃度為5～50mg/L，備用；

(2)按5～30mg/L的用量在步驟(1)得到的廢水中加入新型片狀、球狀多級孔還原MnO_x光-芬頓催化劑，無光條件下攪拌1～5h使其達到吸附-解吸平衡；

(3)在上述溶液加入過硫酸鹽/單過硫酸鹽，同時開啟光源并持續攪拌進行光-芬頓反應1～4h。

2.根據權利要求1所述的含抗生素廢水的處理方法，其特征在于：所述新型片狀、球狀多級孔還原MnO_x光-芬頓催化劑通過以下方法制備得到，具體包括以下步驟：

(1)在125mL Nalgene高密度聚乙烯瓶中，將模板劑0.5～5.0g模板劑加入到10～80mL乙醇或乙二醇溶液中，室溫下磁力攪拌0.5～5h，使其完全溶解；

(2)加入0.5～6.0g二價錳鹽作為前驅物，1.0～4.0g尿素作為沉淀劑以及0.5～1mL純水，在30～50℃水浴條件下超聲和攪拌1～3h小時，溶液變成棕色；

(3)將上述混合物溶液加入到100mL Teflon內襯反應釜中，90～160℃水熱反應6～8h；

(4)將上述水熱反應后得到的產物在7000～10000rpm轉速下離心10min，同時用乙醇洗滌兩次，隨后在特定氛圍中于管式爐中120℃干燥5h后，再在350～550℃煅燒3h，升溫速率為2～5℃/min；

(5)將煅燒后的樣品分散于20～40mL乙醇中，按比例用還原劑在密閉條件下還原3～12h，再通過10min轉速為8000rpm的離心分離，最后將所得還原樣品放入真空干燥箱中于60℃下干燥12h，得到新型片狀、球狀多級孔還原MnO_x光-芬頓催化劑。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述光-芬頓催化過程所用光源為500W高壓汞燈和500W氙燈。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述過硫酸鹽和單過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉和過硫酸氫鉀，投加量為0.5～10mmol/L。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述MnO_x材料的前驅物為醋酸錳、檸檬酸錳、硫酸錳和硝酸錳的一種或多種。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述模板劑為P123、CTAB、PVP和F127的一種或多種。

7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述管式爐中的特定煅燒氛圍為氫氣、氬氣、二氧化碳、氮氣和空氣的一種或兩種混合，所得MnO_x分別為MnO、MnO₂、Mn₂O₃和Mn₃O₄一相或混相。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述還原劑為硼氫化鈉或硼氫化鉀，與煅燒后的MnO_x樣品的摩爾比為1∶2～1∶7。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗生素為環丙沙星、恩諾沙星、氧氟沙星、四環素、阿莫西林、甲硝銼、磺胺二甲嘧啶、洛美沙星、諾氟沙星和氯霉素的一種或多種。

10.根據權利要求1-8中所述的方法制得的片狀、球狀多孔還原過渡金屬氧化物用于光-芬頓催化氧化降解抗生素的用途。