[发明专利]一种光催化降解水中抗生素的催化剂及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 201510019371.9 申请日: 2015-01-15
公开(公告)号: CN104607175B 公开(公告)日: 2017-01-18
发明(设计)人: 薛珲;陈庆华;赖深伟;黄宝铨;钱庆荣;肖荔人;刘欣萍 申请(专利权)人: 福建师范大学
主分类号: B01J23/18 分类号: B01J23/18;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38
代理公司: 福州智理专利代理有限公司35208 代理人: 王义星
地址: 350108 福建省福州市闽侯*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 光催化 降解 水中 抗生素 催化剂 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

技术领域

发明属于水处理领域,是关于水相中抗生素的处理方法,具体降为一种利用锑酸锶(Sr1.36Sb2O6)光催化剂降解水中抗生素的方法。

背景技术

抗生素是由生物(包括微生物和高等动植物)在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的有机物质。自十九世纪四十年代初,青霉素应用于临床以来,抗生素因被人类发现了其巨大功能,如:抑制和杀灭细菌、霉菌、支原体、衣原体等其它致病微生物,而开始被广泛地研究和应用。目前,抗生素不仅被用来治疗人类临床的各种疾病,如用于杀菌、消炎;而且也在畜牧业医疗救治中发挥了巨大的作用,如作为动物饲料添加剂和动物生长促进剂。但是,由于抗生素类药物具有的稳定性、持久性,和其本身对细菌有较强的抑制作用,难以通过自然生物降解去除,容易产生积累,排放到环境中的抗生素有的会随着水的流动而进入土壤和沉积物中。抗生素过量积累会导致微生物抗药基因的产生,即使是在微量水平的抗生素长期暴露,也会对生态环境和人体健康造成危害。 含抗生素的废水大量排放,导致水体环境受到严重危害。

在各种环境净化方法中,光催化技术具有可以直接利用太阳光、在常温下反应、无二次污染、操作简便等独特优点而倍受关注,是污染控制化学技术领域中一项重要的高级氧化技术,已广泛应用于已广泛应用于废水处理、水纯化、空气净化、抗菌等领域。锑酸盐作为一类新型的光催化剂被人们所关注,其具有独特的晶体结构和电子结构,化合物中畸变的Sb-O (M = p区金属)多面体是起光催化作用的活性中心,能促进光生电子和空穴的分离;其导带由p区金属的s和p轨道杂化而成,具有高度的弥散性,这样的电子结构有利于光生载流子的迁移,减少光生电子和空穴的复合。

发明内容

本发明目的是提供一种光催化降解水相中抗生素的办法,首先利用水热法制备锑酸锶(Sr1.36Sb2O6)作为光催化剂,在光照条件下实现对抗生素的降解,以达到去除水中抗生素的目的。该方法所采用的光催化剂制备方法简单,应用于水相中抗生素的光催化处理,方法操作容易、成本低廉、高效省时。

本发明技术方案是:所述的一种光催化降解水中抗生素的催化剂的制备方法,包括以下步骤:(1)纳米粉体前驱液的制备:将醋酸锶、五氧化二锑和65~75ml去离子水在室温下搅拌混合,所述醋酸锶与五氧化二锑摩尔比为1.35-2:1,通过2~6mol/L硝酸调节pH为1~5,得到纳米粉体前驱液;(2)水热条件下纳米粉体的制备:将上述纳米粉体前驱液置于100 ml高压反应釜中,以1~5℃/min的速度升温至100~200℃后进行水热反应6~48h,反应完成后,自然冷却至室温后取出,用去离子水和无水乙醇洗涤3~5次,放入干燥箱中于60~80℃下干燥,得到光催化剂。

所述醋酸锶与五氧化二锑摩尔比为1.36-2。

本发明上述的制备方法制得的光催化降解水中抗生素的光催化剂。

本发明上述的光催化剂用于污水中抗生素的光催化处理。

本发明所述的一种光催化降解水中抗生素的方法,包括如下步骤:在由有效容积 200 ml的圆柱状石英反应管和管外均匀分布的四支紫外灯管组成的光催化反应器中,以150 mL的2.5×10-5mol.L-1的盐酸四环素溶液为有机物催化对象,加入150 mg上述的光催化剂,在温度为20-35℃下光照反应2-5小时,取反应后的盐酸四环素溶液进行紫外-可见光谱分析,根据356nm处吸光值来确定降解过程中盐酸四环素浓度变化,测定4h紫外光光照获得盐酸四环素的降解率。

本发明所述的一种光催化降解水中抗生素的方法,包括如下步骤:在由有效容积 200 ml的圆柱状石英反应管和管外均匀分布的四支紫外灯管组成的光催化反应器中,以150 mL的2.5×10-5mol.L-1的土霉素溶液为有机物催化对象,以150 mg上述的光催化剂,在温度20-35℃下光照反应3-6小时,取反应后的土霉素溶液进行紫外-可见光谱分析,根据264 nm处吸光值来确定降解过程中土霉素浓度变化,测定5h紫外光光照后土霉素的降解率。

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