公布日：2023.10.27
申請日：2023.08.03
分類號：C02F1/30(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種降解污水中磺胺甲噁唑的方法，涉及水體有機污染物處理技術(shù)領(lǐng)域，在光照條件以及外加電流的作用下，向含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸鹽，以降解污水中的磺胺甲噁唑；其中，所述高碘酸鹽作為氧化劑在光電協(xié)同催化的作用下降解磺胺甲噁唑。由于作為氧化劑的高碘酸鹽，在光電催化活化的作用下，能夠捕獲電子，以活化成活性物種的同時還能促進電子-空穴對的分離，提高光催化的性能，從而提高磺胺甲噁唑的降解效果與降解速率。本發(fā)明提供的方法對高效去除環(huán)境中磺胺類抗生素類污染物具有重要的實際意義和應(yīng)用價值。
權(quán)利要求書
1.一種降解污水中磺胺甲噁唑的方法，其特征在于，在光照條件以及外加電流的作用下，向含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸鹽，以降解污水中的磺胺甲噁唑；其中，所述高碘酸鹽作為氧化劑在光電協(xié)同催化的作用下降解磺胺甲噁唑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述外加電流為0.1A～2.0A。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述外加電流為0.1A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光照條件為采用波長為260nm～420nm的紫外光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述污水中，所述磺胺甲噁唑的濃度為0.5mg·L-1～5mg·L-1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碘酸鹽為高碘酸鉀或高碘酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碘酸鹽的物質(zhì)的量濃度為0.2mmol·L-1～2mmol·L-1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，向所述含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸鹽后，所述含有磺胺甲噁唑的污水開始進行降解前初始pH值的范圍為7～9。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述降解過程中，所述污水的溫度為常溫。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碘酸鹽作為氧化劑在光電協(xié)同催化的作用下降解磺胺甲噁唑，包括：所述高碘酸鹽與在光電協(xié)同催化的作用下生成的超氧自由基發(fā)生反應(yīng)，生成單線態(tài)氧自由基；其中，所述在光電協(xié)同催化的作用下生成的超氧自由基還用于與所述污水中的氫離子結(jié)合形成羥基自由基；所述高碘酸鹽還用于產(chǎn)生單線態(tài)氧自由基、超氧自由基以及羥基自由基；其中，所述超氧自由基、所述羥基自由基和所述單線態(tài)氧自由基作為所述降解過程中的氧化活性物種，用于降解污水中的磺胺甲噁唑。
發(fā)明內(nèi)容
為解決磺胺甲噁唑無法高效降解的問題，本發(fā)明提供了一種降解污水中磺胺甲噁唑的方法，在光照條件以及外加電流的作用下，向含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸鹽，以降解污水中的磺胺甲噁唑；其中，所述高碘酸鹽作為氧化劑在光電協(xié)同催化的作用下降解磺胺甲噁唑。
優(yōu)選地，所述外加電流為0.1A～2.0A。
優(yōu)選地，所述外加電流為0.1A。
優(yōu)選地，所述光照條件為采用波長為260nm～420nm的紫外光。
優(yōu)選地，所述污水中，所述磺胺甲噁唑的濃度為0.5mg·L-1～5mg·L-1。
優(yōu)選地，所述高碘酸鹽為高碘酸鉀或高碘酸鈉。
優(yōu)選地，所述高碘酸鹽的物質(zhì)的量濃度為0.2mmol·L-1～2mmol·L-1。
優(yōu)選地，向所述含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸鹽后，所述含有磺胺甲噁唑的污水開始進行降解前初始pH值的范圍為7～9。
優(yōu)選地，在所述降解過程中，所述污水的溫度為常溫。
優(yōu)選地，所述高碘酸鹽作為氧化劑在光電協(xié)同催化的作用下降解磺胺甲噁唑，包括：
所述高碘酸鹽與在光電協(xié)同催化的作用下生成的超氧自由基發(fā)生反應(yīng)，生成單線態(tài)氧自由基；其中，所述在光電協(xié)同催化的作用下生成的超氧自由基還用于與所述污水中的氫離子結(jié)合形成羥基自由基；
所述高碘酸鹽還用于產(chǎn)生單線態(tài)氧自由基、超氧自由基以及羥基自由基；
其中，所述超氧自由基、所述羥基自由基和所述單線態(tài)氧自由基作為所述降解過程中的氧化活性物種，用于降解污水中的磺胺甲噁唑。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下優(yōu)點：
本發(fā)明提供了一種降解污水中磺胺甲噁唑的方法，涉及水體有機污染物處理技術(shù)領(lǐng)域，在光照條件以及外加電流的作用下，向含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸鹽，以降解污水中的磺胺甲噁唑；其中，所述高碘酸鹽作為氧化劑在光電協(xié)同催化的作用下降解磺胺甲噁唑。由于作為氧化劑的高碘酸鹽，在光電催化活化的作用下，能夠捕獲電子，以活化成活性物種的同時還能促進電子-空穴對的分離，提高光催化的性能，從而提高磺胺甲噁唑的降解效果與降解速率。本發(fā)明提供的方法對高效去除環(huán)境中磺胺類抗生素類污染物具有重要的實際意義和應(yīng)用價值。
本發(fā)明實施例中，通過在可見光和電場協(xié)同作用下催化高碘酸鹽，從而顯著提升高碘酸鹽產(chǎn)生活性物種的數(shù)量和速度，增強其對磺胺甲噁唑的降解效率。在光電協(xié)同催化高碘酸鈉氧化體系下，對磺胺甲噁唑的降解效果好，其降解速率高，在該體系中產(chǎn)生的1O2、·O2-和·OH活性物種均對SMX降解起到了一定促進作用，其中1O2是最主要的氧化活性物種：當(dāng)光照條件(氙燈照射)下，電極被激發(fā)產(chǎn)生光生電子(e-)和光生空穴(h+)；在外加電流的作用下，光生電子(e-)沿外電路轉(zhuǎn)移至陰極，由于光生電子(e-)有很強的還原性，能與陰極表面吸附的O2發(fā)生反應(yīng)形成·O2-，而·O2-和又能與污水中的氫離子(H+)結(jié)合形成·OH，同時·O2-還能與IO4-(高碘酸根)反應(yīng)生成1O2。上述生成的活性物種(1O2、·O2-和·OH)均會參與SMX的氧化降解，因此，在體系中不斷產(chǎn)生的1O2、·O2-和·OH都是降解SMX的重要氧化活性物種，以高效地去除環(huán)境中磺胺類抗生素類污染物。
（發(fā)明人：潘志成;劉楊;賴波;熊兆錕;何傳書;鐘亞萍;彭玉梅;邱戀;汪銳）
