[發明專利]一種快速活化過硫酸鹽氧化降解抗生素廢水催化劑及其制備和應用方法

有效

• 申請號: 202111423199.5
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN114029078B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 李碩;鄭禾山;栗洪彬;吳亞楠;鄭永杰;楊亞倫;荊濤;劉鑫然;林繁雪
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾大學
• 主分類號: B01J27/187
• 分類號: B01J27/187;B01J35/00;C02F1/72;C02F101/38;C02F101/30
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉佳慧

本發明公開了一種快速活化過硫酸鹽氧化降解抗生素廢水催化劑及其制備和應用方法，催化劑為磁性銀和黑磷量子點共修飾鐵酸鉍復合催化劑，其制備方法為：將硝酸銀和鐵酸鉍前驅體加入水中混合溶解，逐滴滴加氫氧化鈉溶液，攪拌均勻后加入黑磷量子點，攪拌；隨后轉至水熱反應釜中進行合成；反應結束后對合成物質進行洗滌，干燥。本發明具有降解效果優異、可回收等優點。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，涉及一種降解抗生素廢水催化劑，尤其涉及一種快速活化過硫酸鹽氧化降解抗生素廢水催化劑及其制備和應用方法。

背景技術

含抗生素廢水主要來源于畜禽養殖廢水、醫療廢水及制藥廢水等行業，廢水中主要包括大環內酯類、四環素類、磺胺類、喹諾酮類、β-內酰胺類、氨基苷類、氯霉素類、多肽類八類化合物，此類污染物可以通過多種方式進入人體，對肝腎等臟器有一定的損害作用，也可引起變態反應損害神經系統，可改變機體功能或組織結構，嚴重者可導致癌癥的發生。因此，快速、高效去除水環境中抗生素對人體健康和環境安全均具有重要的生態安全意義。

過硫酸鹽由于成本低、pH適應范圍廣、半衰期長，對有機污染物氧化性能較好，礦化能力較強，成為高級氧化技術中研究的熱點。然而過硫酸鹽體系往往需要借助如光、熱、電等外加條件來產生氧化性較強的羥基自由基(·OH)、硫酸根自由(SO^4-·)和單線態氧(¹O₂)等多種高活性氧化物種(如CN 111533234 A 公開了借助外加場光源協同鈣鈦礦材料活化過硫酸鹽降解抗生素廢水的方法)。而外加條件同樣制約了過硫酸鹽高級氧化技術的實際應用，因此常溫下快速活化過硫酸鹽高效氧化降解抗生素發展前景良好，但是此類報道還較少。

目前常溫下活化過硫酸的關鍵因素是催化劑，而催化劑大都存在不易回收，活化效率低，去除污染物時間長等問題。鈣鈦礦材料由于具有光譜吸收范圍寬、缺陷密度低、載流子復合率低等非常優良的光電性能吸引了廣泛關注。關于鈣鈦礦結構材料-鐵酸鉍用于活化過硫酸鹽的文章還少見報道。僅有授權公告號CN 108640249 B介紹了一種基于硼、釹改性軟鉍礦鐵酸鉍催化過硫酸鹽去除水中殘留內分泌干擾物的方法，但該方法用于去除較低濃度的內分泌干擾物并且需要較長的反應時間，同樣限制了該方法的實際應用。因此，亟待開發一種在常溫下能夠快速活化過硫酸鹽高效去除抗生素污染物的技術，以保障水環境生態安全。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種高催化性能易回收并應用于常溫下快速活化過硫酸鹽氧化降解抗生素廢水催化劑的制備方法。

為實現上述目的，本發明提供一種快速活化過硫酸鹽氧化降解抗生素廢水催化劑，具有這樣的特征：催化劑為磁性銀和黑磷量子點共修飾鐵酸鉍復合催化劑，是由銀和黑磷量子點對鐵酸鉍進行摻雜改性的復合催化劑。

本發明提供上述快速活化過硫酸鹽氧化降解抗生素廢水催化劑的制備方法，具有這樣的特征：將硝酸銀和鐵酸鉍前驅體加入水中混合溶解，逐滴滴加氫氧化鈉溶液，攪拌均勻后加入黑磷量子點，攪拌12h；隨后轉至水熱反應釜中進行合成，合成反應時間為60～600min，反應溫度為150～200℃；反應結束后對合成物質進行洗滌，干燥，得到磁性銀和黑磷量子點共修飾鐵酸鉍復合催化劑。

進一步，本發明提供一種快速活化過硫酸鹽氧化降解抗生素廢水催化劑的制備方法，還可以具有這樣的特征：其中，所述鐵酸鉍前驅體為硝酸鐵和硝酸鉍。

進一步，本發明提供一種快速活化過硫酸鹽氧化降解抗生素廢水催化劑的制備方法，還可以具有這樣的特征：其中，硝酸鐵、硝酸鉍、硝酸銀、氫氧化鈉和黑磷量子點的用量比為4.04g∶2.425g∶(0.3374-0.839g)∶(0.084-0.1mol)∶ (2-5mg)。

進一步，本發明提供一種快速活化過硫酸鹽氧化降解抗生素廢水催化劑的制備方法，還可以具有這樣的特征：其中，洗滌方法為：無水乙醇和去離子水交替洗滌2～6次。