[发明专利]应用于降解氟苯尼考的WO3纳米片及制备方法

说明书

本发明公开了应用于降解氟苯尼考的WO₃纳米片及制备方法，所述方法包括：通过以浓硫酸(70％～98％)和氟化钠为电解液的阳极氧化方法快速合成高比表面积的WO₃纳米片，继而在空气中高温煅烧得到有稳定晶形的WO₃纳米结构，即得产品。所得材料具有高效的还原性能，可于可见光下结合电化学方法电还原抗生素氟苯尼考。

技术领域

本发明属于半导体纳米材料合成技术领域，利用阳极氧化的方法快速合成具有高比表面积的WO₃纳米片结构，特别是在结合光学、电学的方法对制药废水中抗生素降解方面具有良好的性能，属于环境保护领域。

背景技术

近百年来，世界范围内抗菌药物的过度使用给水生环境和人类健康带来了严重的危害。尤其是在我国广泛使用的卤化抗菌药物，占抗菌药物使用总量的近40％，其中氯代氯霉素(包括氟苯尼考(Flo)、甲砜霉素(TAP)和氯霉素(CAP)作为抗菌剂中应用最广泛的一类，引起了社会各界的广泛关注，抗生素还被广泛用于预防或治疗人类和兽医的细菌感染，并促进畜牧业和水产养殖业的发展。因为相当大比例的人和动物泛滥的使用的抗生素并不能被人体分解代谢会通过尿液和粪便中排泄，在生态环境中不断的转移，由于抗生素对水生生态环境和人类健康的潜在威胁，抗生素被认为是一种新兴的环境污染物。

更令人关注的是，抗生素在水生环境中的不良后果可能远远超出细菌的抗药性。水生环境中的抗生素的残留可能导致肠道微生物群对人体生理系统的影响，肠道微生物群与许多与免疫和代谢有关的疾病有关。人类和动物使用了100多种抗生素，在地表水和沉积物中发现了近70种抗生素，饮用水中抗生素作为潜在的污染源正在引起越来越多的关注。废水处理厂和医院以及养殖场并没有足够的能力去除这种危害。所以寻找一种有效、绿色、快捷的方法去除抗生素是目前非常紧要的研究。

WO₃作为一种优质的半导体纳米材料，具有绿色环保、比表面积大载流子迁移率高、化学稳定性和热稳定性好等优点成为了催化剂研究的热点。已有研究表明，由于WO₃这些高活性优点，WO₃在有机污染物降解方面有很大的性能空间，因此，本发明通过阳极氧化的方式制备WO₃纳米片结构，并用光电结合方式以WO₃作为阴极对抗生素氟苯尼考进行还原脱卤对其脱毒分解。

发明内容

本发明针对抗生素氟苯尼考的结构特点，提供了一种合成快速并且结构稳定的WO₃纳米片结构，利用光电结合方式对氟苯尼考进行还原脱卤降解，使废水毒性得到有效降低。

本发明是通过以下技术方案实现的：应用于降解氟苯尼考的WO₃纳米片及制备方法，WO₃纳米片，可于可见光下结合电化学方法作为催化剂氧化还原抗生素氟苯尼考，其制备方法如下：

(1)用乙醇、丙酮、去离子水分别超声清洗15min～30min，用剪刀裁得长为4.0cm～4.5cm，宽为1.0cm～1.5cm，厚度为0.1～0.2mm的钨网，后放置于干燥箱以40℃～70℃温度干燥15min～40min；

(2)配置电解液：先量取0.25g氟化钠于玻璃小烧杯中，以50ml去离子水搅拌溶解，后向溶液中加入2.66ml浓硫酸(70％～98％)，最后对电解液进行超声搅拌以得到混合均匀的电解质溶液备用；

(3)用步骤(1)中前期预处理后的钨网作为阳极，pt片作为阴极，在步骤(2)中配置的电解液进行阳极氧化，以25V电压进行阳极氧化，时间为4h,温度为25℃，得到表面为黄绿色的材料；

(4)后将氧化好的材料用去离子水冲洗2～3次去除表面多余的电解液后于烘箱40℃～70℃干燥备用；