[發明專利]一種基于可見光敏化多相光類芬頓體系高效治理廢水中抗生素的方法

在審

• 申請號: 202011354743.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112499818A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 胡鐘霆;邢文豪;王家德;王軍良;趙佳;趙峻;龔思燕;金子彥
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學;浙江工業大學紹興研究院;趙峻
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/34;C02F101/38;C02F103/34
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

1.一種基于可見光敏化多相光類芬頓體系高效治理廢水中抗生素的方法，其特征在于含抗生素的廢水中加入催化劑，加酸調節pH至弱酸狀態后，于黑暗條件下吸附平衡，隨后加入雙氧水，于可見光照射條件下進行多相光類芬頓催化反應，反應結束后，離心分離回收催化劑，即得治理后的廢水；其中，所述催化劑為具備納米晶自組裝規則團簇結構的鉍鐵氧體納米催化劑，所述鉍鐵氧體納米催化劑中的Bi與Fe的摩爾比為1 : 1~3；所述廢水中的抗生素為喹諾酮類抗生素、磺胺類抗生素和四環素類抗生素中的至少一種。

2.如權利要求1所述的一種基于可見光敏化多相光類芬頓體系高效治理廢水中抗生素的方法，其特征在于所述廢水中抗生素的總有機濃度在1mg/L以下，廢水中的抗生素為磺胺甲惡唑、四環素、環丙沙星、左氧氟沙星中的至少一種，優選為磺胺甲惡唑、四環素、環丙沙星中的至少一種。

3.如權利要求1所述的一種基于可見光敏化多相光類芬頓體系高效治理廢水中抗生素的方法，其特征在于加酸調節pH的具體過程為：加入濃度為0.1~0.4mM的H₂SO₄溶液調節廢水的pH值為4.5~6.5。

4.如權利要求1所述的一種基于可見光敏化多相光類芬頓體系高效治理廢水中抗生素的方法，其特征在于所述具備納米晶自組裝規則團簇結構的鉍鐵氧體納米催化劑的制備方法包括以下步驟：

1）將鉍鹽、鐵鹽和檸檬酸按照1 : 1~3 : 5~8的摩爾比溶于濃度為1~3M的HNO₃水溶液中，攪拌使混合液中的檸檬酸和Bi/Fe離子之間相互作用形成三核Bi/Fe-檸檬酸鹽絡合物；其中鐵鹽在所述HNO₃水溶液中的添加濃度為0.5~2g/mL；

2）在劇烈攪拌下將濃度為10~15M的NaOH水溶液加入到步驟1）所得混合液中，使混合液中的三核Bi/Fe-檸檬酸鹽絡合物轉化為具有豐富檸檬酸鹽表面活性的Bi/Fe復合氫氧化物；其中所述NaOH水溶液與步驟1）中HNO₃水溶液的體積比為15~20 : 1；

3）將步驟2）所得含Bi/Fe復合氫氧化物的混合液轉移至聚四氟乙烯容器中，于80~110℃溫度下攪拌反應10~15小時，使Bi/Fe復合氫氧化物進行低溫脫水生成具有鉍鐵氧體的固體沉淀；反應結束后冷卻至室溫，離心分離出鉍鐵氧體沉淀，所得鉍鐵氧體沉淀用去離子水洗滌后進行收集；

4）將步驟3）所得鉍鐵氧體沉淀加入到助溶劑中超聲分散形成懸浮液，然后在攪拌作用下加入檸檬酸對懸浮液中的鉍鐵氧體懸浮物進行表面改性，以促進其分散；然后加入尿素攪拌80~150分鐘后，將懸浮液轉移至水熱釜中，再將水熱釜置于烘箱中并于180~230℃溫度下水熱反應5~30分鐘；反應結束后冷卻至室溫，過濾，濾渣經去離子水和乙醇洗滌后，干燥，然后在空氣氣氛且200~300℃溫度下煅燒0.5~3小時，即制得所述的團簇結構化的納米催化劑。

5.如權利要求4所述的一種基于可見光敏化多相光類芬頓體系高效治理廢水中抗生素的方法，其特征在于步驟1）中，鉍鹽為五水硝酸鉍，鐵鹽為九水硝酸鐵。

6. 如權利要求4所述的一種基于可見光敏化多相光類芬頓體系高效治理廢水中抗生素的方法，其特征在于步驟4）中，所述助溶劑為甲醇/水體積比為1 : 0.5~2的共溶劑。

7. 如權利要求4所述的一種基于可見光敏化多相光類芬頓體系高效治理廢水中抗生素的方法，其特征在于步驟4）中的檸檬酸、尿素與步驟1）中鉍鹽的投料質量比為0.4~0.8 :3~5 : 0.8~2。

8. 如權利要求1所述的一種基于可見光敏化多相光類芬頓體系高效治理廢水中抗生素的方法，其特征在于于黑暗條件下吸附平衡的時間為0.5-2h，廢水與催化劑的質量比為3000~10000 : 1，催化劑與雙氧水的質量比為1:2~5。