[發(fā)明專利]利用鐵卟啉-片狀鎢酸鉍二維復合材料處理抗生素的方法

有效

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• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109292953B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 易歡;曾茁桐;肖嶸;曾光明;賴萃;黃丹蓮;秦蕾;劉希貴;安子文;柳詩語;黃芳龍;符玉葵;張明明
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;B01J31/34;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

本發(fā)明公開了一種利用鐵卟啉?片狀鎢酸鉍二維復合材料處理抗生素的方法，該方法是采用鐵卟啉?片狀鎢酸鉍二維復合材料對抗生素進行處理，其中鐵卟啉?片狀鎢酸鉍二維復合材料包括鐵卟啉和片狀鎢酸鉍，鐵卟啉固定在片狀鎢酸鉍表面。本發(fā)明中，通過鎢酸鉍光催化氧化和Hemin類光芬頓反應的聯(lián)合作用，有效提高了鐵卟啉?片狀鎢酸鉍二維復合材料的光催化性能，光催化活性明顯增強，對四環(huán)素具有很好的降解效果。本發(fā)明利用鐵卟啉?片狀鎢酸鉍二維復合材料處理抗生素的方法具有操作簡單、周期短、易回收重復利用、降解效率高等優(yōu)點，實現(xiàn)了對抗生素的有效快速降解，在實際抗生素廢水處理中具有很好的應用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機物的高級氧化處理領(lǐng)域，涉及一種處理抗生素的方法，具體涉及一種利用鐵卟啉-片狀鎢酸鉍二維復合材料處理抗生素的方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)今，由抗生素濫用引起的水污染是一個嚴重的環(huán)境問題，受到全世界的廣泛關(guān)注。大量的抗生素累積在水環(huán)境中，由于其毒性和難生物降解性，很可能轉(zhuǎn)化為致癌、致畸物質(zhì)，對人類和水生生物造成嚴重威脅。從廢水中去除抗生素類物質(zhì)是非常困難的，因為大多數(shù)抗生素在水中的溶解度高。常見的抗生素處理技術(shù)，如膜過濾、吸附、氧化和生物處理，由于其運營成本高、過程復雜或可能產(chǎn)生更多的有毒副產(chǎn)物而在實際應用中受限制。在這些技術(shù)中，光催化氧化由于其易于操作和可回收性，被認為是最可靠和最高效的方法，但是在利用光催化氧化技術(shù)處理抗生素時，獲得一種經(jīng)濟效益高、降解效率高、可回收的光催化材料仍然是一項艱巨的挑戰(zhàn)。

眾所周知，酶是一種光催化材料，具有高催化活性，在環(huán)境領(lǐng)域已被廣泛應用數(shù)十年。然而，酶的實際應用受到低操作穩(wěn)定性、嚴苛的環(huán)境條件和昂貴的制備過程的限制。為了滿足科學發(fā)展的需要，人工酶的設計和推廣得到了迅速的發(fā)展。鐵卟啉(Hemin)是一種備受歡迎的仿生材料，在人造酶制備方面具備很好的應用前景。目前，由于其獨特的光化學行為，尤其是高導電性，Hemin作為催化劑已被廣泛研究。Hemin的催化性能在很大程度上受中心鐵和結(jié)合材料之間的電子轉(zhuǎn)移的影響。在催化過程中，Hemin在電子傳遞過程中起著重要的作用。此外，Hemin還可用于轉(zhuǎn)移溶液中的氧分子。然而，溶液中的單分子Hemin很容易聚集成不活躍的二聚體，這對催化性能有負面影響。因此，選擇合適的載體固定活性單分子Hemin是一種有效保持催化活性的方法。

近年來，有許多方法用于保持Hemin的催化活性。例如，用石墨烯作為載體固定Hemin，合成一種高度仿生氧化催化劑，對H₂O₂參與的焦棓酸氧化反應具有高催化活性；或引入了多壁碳納米管(MWCNTs)，結(jié)合H₂O₂，增強Hemin對亞甲基藍的催化降解；或通過軸向配合將g-C₃N₄與hemin結(jié)合，在H₂O₂存在下，可用于降解對氯苯酚，這個方法不僅維持Hemin的穩(wěn)定性，同時也提高g-C₃N₄的光催化性能。而且在此之前，本申請發(fā)明人曾用三維鎢酸鉍固定Hemin，添加少量H₂O₂可誘導高效光催化反應發(fā)生。然而，這些催化過程仍然需要額外添加H₂O₂，在實際應用中將增加大量的成本費用。因此，如何解決鐵卟啉仿生催化材料在實際應用中存在的上述問題，是現(xiàn)階段研究過程中所面臨的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分操作簡單、周期短、易回收重復利用、降解效率高的利用鐵卟啉-片狀鎢酸鉍二維復合材料處理抗生素的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種利用鐵卟啉-片狀鎢酸鉍二維復合材料處理抗生素的方法，所述方法是采用鐵卟啉-片狀鎢酸鉍二維復合材料對抗生素進行處理；所述鐵卟啉-片狀鎢酸鉍二維復合材料包括鐵卟啉和片狀鎢酸鉍，所述鐵卟啉固定在片狀鎢酸鉍表面。