[發明專利]一種非晶合金在催化降解抗生素類污染物中的應用

在審

• 申請號: 202010425396.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111620389A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 李正坤;秦鑫冬;朱正旺;付華萌;張宏偉;張海峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所;遼寧大學
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F101/30;C02F101/38;C02F103/34
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發明公開了一種非晶合金在催化降解抗生素類污染物中的應用，屬于非晶合金材料及廢水處理領域。將Fe基、Co基或Cu基非晶合金條帶作為催化材料，對水體中復雜穩定結構的抗生素類有機污染物進行降解。降解工藝步驟為，在恒溫水浴條件下，向含有抗生素的有機廢水中加入非晶合金，并不斷攪拌，使條帶與溶液充分接觸，以實現廢水的快速降解。本發明的非晶合金催化降解抗生素類污染物的應用，不僅可以實現高的降解效率，且操作簡單，不需要紫外光照、超聲等其他條件，具備非常好的應用前景。

技術領域

本發明涉及非晶合金材料及廢水處理技術領域，具體涉及一種非晶合金在催化降解抗生素類污染物中的應用。

背景技術

隨著醫療水平的提高和藥品市場的快速發展，抗生素的需求量和種類不斷增加。中國更是抗生素的生產和使用大國。然而，大量使用抗生素，尤其是長期的超劑量、超范圍、超適應癥的使用抗生素，使得大量未被人體和動物利用的抗生素排放進入水土環境中，造成嚴重的生態環境污染和生態毒理效應，增加了人類的健康隱患，極大提高了疫病爆發的風險。抗生素類污染物的逐年增加，已成為我國乃至全球所面臨的重大環境問題之一。因此，如何高效治理抗生素類污染物已成為亟待解決的問題。

傳統的抗生素類污染物處理方法有生物法、物理法和化學法等。生物法中微生物的失活會導致抗生素處理效率較低。物理法主要利用過濾、沉淀或吸附等方式將水中抗生素類污染物轉移，并未有效分解，危害依然存在。化學氧化法中添加的大量過氧化劑(臭氧、雙氧水、過硫酸鹽等)，容易對環境產生二次污染，且一般需要酸性條件。光催化、超聲催化等是一種有效去除水中殘余抗生素的技術，但是該方法工藝復雜，需要特定光照條件、超聲頻率等。因此，開發一種新型的降解效率高、工藝簡單的處理抗生素類污染物的綠色化學技術具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非晶合金在催化降解抗生素類污染物中的應用。抗生素通常為復雜穩定的結構，一般的催化劑很難對其進行高效的降解。然而，不同于傳統的晶態材料，非晶合金是液態合金熔體經快速凝固而制備，是一類高能亞穩材料，可為催化反應提供足夠多的表面活性位點，使用非晶合金催化降解抗生素類污染物降解效率高，操作工藝簡單。另外，非晶合金不含有相界、晶界及位錯等缺陷，因而具有較好的耐腐蝕性能，這為其回收再重復利用提供了保障。

本發明的技術方案如下：

一種非晶合金在催化降解抗生素類污染物中的應用，將非晶合金應用于含有抗生素類污染物的廢水的處理，通過非晶態合金的催化作用實現廢水中抗生素類污染物的降解。

所述非晶合金為Fe基、Co基或Cu基非晶合金條帶，條帶厚度為10μm～200μm。

所述含有抗生素類污染物的廢水中，抗生素類污染物的濃度為0.01g/L～1g/L，廢水的溫度為環境溫度到100℃，pH值為1～12。廢水處理時，非晶合金條帶的投加量大于0.01m²/L。

所述非晶合金進行廢水處理的過程在攪拌條件下進行，具體為：用機械攪拌器以200rpm～600rpm的轉速對廢水進行攪拌，保證非晶合金在廢水中均勻分散。

本發明的優點如下：

1、本發明利用具有催化性能的非晶合金降解廢水中抗生素類污染物，降解效率高，且操作工藝簡單，不需要紫外光照、超聲等其他條件，此外，該技術中不需要額外添加氧化劑，無二次污染，對于環境保護具有重要意義。

2、本發明涉及的Fe基、Co基和Cu基非晶合金生產工藝成熟，制造成本低廉，具備很好的應用前景。

附圖說明：

圖1為實施例1-6的非晶合金條帶XRD圖譜。

圖2為頭孢曲松鈉的分子結構。

圖3為實施例1-3的非晶合金條帶催化降解頭孢曲松鈉的降解效率隨時間的變化曲線。