公布日：2023.10.27
申请日：2023.08.03
分类号：C02F1/30(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种降解污水中磺胺甲噁唑的方法，涉及水体有机污染物处理技术领域，在光照条件以及外加电流的作用下，向含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸盐，以降解污水中的磺胺甲噁唑；其中，所述高碘酸盐作为氧化剂在光电协同催化的作用下降解磺胺甲噁唑。由于作为氧化剂的高碘酸盐，在光电催化活化的作用下，能够捕获电子，以活化成活性物种的同时还能促进电子-空穴对的分离，提高光催化的性能，从而提高磺胺甲噁唑的降解效果与降解速率。本发明提供的方法对高效去除环境中磺胺类抗生素类污染物具有重要的实际意义和应用价值。
权利要求书
1.一种降解污水中磺胺甲噁唑的方法，其特征在于，在光照条件以及外加电流的作用下，向含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸盐，以降解污水中的磺胺甲噁唑；其中，所述高碘酸盐作为氧化剂在光电协同催化的作用下降解磺胺甲噁唑。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外加电流为0.1A～2.0A。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述外加电流为0.1A。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光照条件为采用波长为260nm～420nm的紫外光。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污水中，所述磺胺甲噁唑的浓度为0.5mg·L-1～5mg·L-1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碘酸盐为高碘酸钾或高碘酸钠。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碘酸盐的物质的量浓度为0.2mmol·L-1～2mmol·L-1。
8.根据权利要求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盐后，所述含有磺胺甲噁唑的污水开始进行降解前初始pH值的范围为7～9。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述降解过程中，所述污水的温度为常温。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碘酸盐作为氧化剂在光电协同催化的作用下降解磺胺甲噁唑，包括：所述高碘酸盐与在光电协同催化的作用下生成的超氧自由基发生反应，生成单线态氧自由基；其中，所述在光电协同催化的作用下生成的超氧自由基还用于与所述污水中的氢离子结合形成羟基自由基；所述高碘酸盐还用于产生单线态氧自由基、超氧自由基以及羟基自由基；其中，所述超氧自由基、所述羟基自由基和所述单线态氧自由基作为所述降解过程中的氧化活性物种，用于降解污水中的磺胺甲噁唑。
发明内容
为解决磺胺甲噁唑无法高效降解的问题，本发明提供了一种降解污水中磺胺甲噁唑的方法，在光照条件以及外加电流的作用下，向含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸盐，以降解污水中的磺胺甲噁唑；其中，所述高碘酸盐作为氧化剂在光电协同催化的作用下降解磺胺甲噁唑。
优选地，所述外加电流为0.1A～2.0A。
优选地，所述外加电流为0.1A。
优选地，所述光照条件为采用波长为260nm～420nm的紫外光。
优选地，所述污水中，所述磺胺甲噁唑的浓度为0.5mg·L-1～5mg·L-1。
优选地，所述高碘酸盐为高碘酸钾或高碘酸钠。
优选地，所述高碘酸盐的物质的量浓度为0.2mmol·L-1～2mmol·L-1。
优选地，向所述含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸盐后，所述含有磺胺甲噁唑的污水开始进行降解前初始pH值的范围为7～9。
优选地，在所述降解过程中，所述污水的温度为常温。
优选地，所述高碘酸盐作为氧化剂在光电协同催化的作用下降解磺胺甲噁唑，包括：
所述高碘酸盐与在光电协同催化的作用下生成的超氧自由基发生反应，生成单线态氧自由基；其中，所述在光电协同催化的作用下生成的超氧自由基还用于与所述污水中的氢离子结合形成羟基自由基；
所述高碘酸盐还用于产生单线态氧自由基、超氧自由基以及羟基自由基；
其中，所述超氧自由基、所述羟基自由基和所述单线态氧自由基作为所述降解过程中的氧化活性物种，用于降解污水中的磺胺甲噁唑。
与现有技术相比，本发明具备以下优点：
本发明提供了一种降解污水中磺胺甲噁唑的方法，涉及水体有机污染物处理技术领域，在光照条件以及外加电流的作用下，向含有磺胺甲噁唑的污水中加入高碘酸盐，以降解污水中的磺胺甲噁唑；其中，所述高碘酸盐作为氧化剂在光电协同催化的作用下降解磺胺甲噁唑。由于作为氧化剂的高碘酸盐，在光电催化活化的作用下，能够捕获电子，以活化成活性物种的同时还能促进电子-空穴对的分离，提高光催化的性能，从而提高磺胺甲噁唑的降解效果与降解速率。本发明提供的方法对高效去除环境中磺胺类抗生素类污染物具有重要的实际意义和应用价值。
本发明实施例中，通过在可见光和电场协同作用下催化高碘酸盐，从而显著提升高碘酸盐产生活性物种的数量和速度，增强其对磺胺甲噁唑的降解效率。在光电协同催化高碘酸钠氧化体系下，对磺胺甲噁唑的降解效果好，其降解速率高，在该体系中产生的1O2、·O2-和·OH活性物种均对SMX降解起到了一定促进作用，其中1O2是最主要的氧化活性物种：当光照条件(氙灯照射)下，电极被激发产生光生电子(e-)和光生空穴(h+)；在外加电流的作用下，光生电子(e-)沿外电路转移至阴极，由于光生电子(e-)有很强的还原性，能与阴极表面吸附的O2发生反应形成·O2-，而·O2-和又能与污水中的氢离子(H+)结合形成·OH，同时·O2-还能与IO4-(高碘酸根)反应生成1O2。上述生成的活性物种(1O2、·O2-和·OH)均会参与SMX的氧化降解，因此，在体系中不断产生的1O2、·O2-和·OH都是降解SMX的重要氧化活性物种，以高效地去除环境中磺胺类抗生素类污染物。
（发明人：潘志成;刘杨;赖波;熊兆锟;何传书;钟亚萍;彭玉梅;邱恋;汪锐）