[發明專利]用于降解藥物與致病菌的有機復合光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202110295325.7
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113058648B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 饒義劍;張艷;吳雅雯;袁振波;楊麗烽
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J31/08
• 分類號: B01J31/08;B01J35/10;C02F1/30;C02F1/50;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了用于降解藥物與致病菌的有機復合光催化劑及其制備方法，屬于水中污染物處理技術領域。本發明中的方法通過一種簡單的綠色方法將尾孢菌素負載到大孔吸附樹脂上，得到負載型光催化劑。它熒光燈甚至太陽光的照射下，可產生單線態氧，超氧自由基等。這些氧自由基能夠與藥物和病原菌反應，從而達到降解藥物與病原菌的目的。本方法在光照下反應3h內，能夠完全降解藥物，這些藥物包括：抗細菌素類藥物：喹諾酮類的環丙沙星，加替沙星，莫西沙星，氧氟沙星，恩諾沙星，司帕沙星，磺胺類的甲氧芐啶以及抗病毒藥物：磷酸氯喹。此外，光催化劑還能夠有效抑制病原菌金黃色葡萄球菌，實現了水污染中的藥物與病原菌的同時去除。

技術領域

本發明涉及一種用于降解藥物與致病菌的有機復合光催化劑及其制備方法，屬于水中污染物處理技術領域。

背景技術

水體中藥物污染對人類的生命健康造成的不利影響已經引起社會的廣泛關注。同時，水體中的藥物能增強病原菌的耐藥性，而逐漸加速藥物耐受型病原菌的形成，從而對人類健康造成更大的危害。目前，為了處理水環境中的污染物，人們已經開發了物理法(吸附，過濾，絮凝法等)，生物法(活性污泥法)，化學法(芬頓氧化法，電化學法，光催化法)。其中，光催化法因其綠色環保，高效節能的優良特性而受到人們的廣泛關注。

在自然界中，尾孢菌能夠分泌次級代謝產物—尾孢菌素，一種有機光敏型色素。它能夠在太陽光激發下與氧氣和水反應產生活性氧物質(單線態氧，氧負離子自由基等)。這些活性物質具有較高的能量，能夠進攻和破壞植物細胞。繼而，尾孢菌吸收損傷植物細胞中的養分以提供自身生長。此外，尾孢菌素在可見光的激發下產生的活性氧物質能夠破壞植物細胞的現象，說明尾孢菌素能夠破壞化合物分子。

大孔吸附樹脂是一種具有大孔結構的高分子材料，具有大孔網狀結構和較大的比表面積。大孔吸附樹脂被應用在吸附水溶液中的腐殖酸等有機物。疏松多孔的結構以及較大的比表面積是影響光催化效率的關鍵因素，大孔吸附樹脂的大孔結構有利于大孔吸附樹脂在光催化材料中的應用。

發明內容

技術問題：

目前，為了處理水中污染物，人們開發了物理法(吸附法，過濾法，絮凝法等)，生物法(活性污泥法等)，化學法(芬頓氧化法，電化學法，光催化法等)。其中光催化法具有綠色環保，高效節能的優良特性，是一種處理水體污染的理想方法。在眾多的光催化劑中，有機光催化劑具有廉價易得，操作方法簡單的特點，是一種理想的光催化劑。尾孢菌素是一種由真菌分泌的次級代謝產物，屬于天然的苝醌類化合物。尾孢菌素具有光敏活性，是一種潛在的光催化劑，但是其光降解污染物的效果仍需要提高。

技術方案：

針對上述問題，本發明提出了一種用于降解水體中藥物以及病原菌的有機復合光催化劑。本發明將光催化劑尾孢菌素負載在大孔吸附樹脂上，得到了負載型有機復合光催化材料尾孢菌素/大孔吸附樹脂CP/DAX-8。CP/DAX-8催化材料保持了尾孢菌素的光敏活性，同時還具備了大孔吸附樹脂的疏松多孔的結構和增大的比表面積。這些特征提高了CP/DAX-8對光能的吸收能力以及對底物吸附能力，從而提高材料對底物的降解效率。本發明首次將尾孢菌素作為光催化劑負載在大孔吸附樹脂上，實現了在可見光下對不同種類的藥物的降解以及對病原菌的抑制。

首先，本發明首先提供了一種用于降解多種藥物以及病原菌的有機復合光催化劑，所述有機復合光催化劑以尾孢菌素為光催化劑，大孔吸附樹脂為負載材料，其中，所述尾孢菌素與大孔吸附樹脂的質量比為1:(10-1000)。

在本發明的一種實施方式中，所述大孔吸附樹脂包括Supelite^TM DAX-8、XAD-4、XAD-7HP以及XAD-16的一種或幾種，優選為Supelite^TM DAX-8。

本發明還提供了上述有機復合光催化劑的制備方法，所述方法通過將尾孢菌素與大孔吸附樹脂在有機溶劑中攪拌后，尾孢菌素被吸附在大孔吸附樹脂中，洗滌、干燥即得到負載型有機復合性光催化劑。