[发明专利]一种四环素光催化降解材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种四环素光催化降解材料及其制备方法，其特点是：由三氧化二铁螺旋纳米线立方周期性排列而成，该纳米线的直径为3‑7nm，具有12nm的均一大介孔。本发明提供的高比表面有序大介孔三氧化二铁四环素催化材料在四环素的降解过程中表现出优良的降解性能，可以实现在很高程度对四环素的高效降解。

技术领域

本发明涉及一种四环素光催化降解材料及其制备方法。

背景技术

从1929年青霉素被发现以来，抗生素种类以惊人的速度在持续不断的增长，到目前为止已从最初的几种到现在的上千种。特别是随着社会的不断发展，抗生素在社会的生产生活扮演着越来越重要的角色，特别是在促进生物生长、抑制寄生虫的生长，甚至在心血管疾病的治疗、抑制人体的免疫反应方面同样有着不可替代的功效，此外也有研究发现抗生素在一些器官的移植手术上也具有一定的作用。但是，大量的使用抗生素、滥用及遗弃等也会对社会的发展带来一定的影响。特别是有一些抗生素并不能完全被机体吸收，大部分随尿液和粪便排放入环境。废弃或未代谢的抗生素进入自然水体，将引起污染，对环境造成日益严峻的不良影响。特别是像一些四环素类的抗生素对环境危害更大，持久性更强。因此，给环境的治理带来新的挑战，如果对此置之不理，将会给人类的生命健康带来巨大的威胁。所以，对抗生素的去除迫在眉睫。

目前，四环素类抗生素的去除方法主要有吸附法、混凝沉淀法、生物技术处理等方法。但存在处理成本较高，处理周期长，操作复杂，而且处理效率较低等不足。光催化技术是一种绿色的、环境友好的高级氧化有机废水处理技术，在很多方面都有广泛的应用。常见的光催化剂主要为一些过渡金属氧化物、非金属氮化物或者硫化物。Zhang等人合成了一种含铁介孔二氧化硅(Fe-SBA15)作为吸附剂，来吸附水体中的四环素经过24小时最大吸附量为155.76mmol kg^-1(Zhang Z,Lan H,Liu H,et al.Iron-incorporated mesoporous silicafor enhanced adsorption of tetracycline in aqueous solution[J].2015.)，此外Huízar-Félix等人以RGO/Fe₂O₃复合物作为吸附剂，在浓度25mg/L的四环素水溶液中最大吸附量为44.23mg/g(Huízar-Félix A M,Aguilar-Flores C,Martínez-de-la Cruz A,etal.Removal of Tetracycline Pollutants byAdsorption and Magnetic SeparationUsing Reduced Graphene Oxide Decorated withα-Fe₂O₃ Nanoparticles[J].Nanomaterials,2019,9(3):313.)；Chen等人以Ag-AgVO₃/g-C₃N₄复合物作为催化剂降解四环素，2.5小时降解效率能达到83.6％(Chen,D.,B.Li,Q.Pu,X.Chen,G.Wen,andZ.Li.Preparation of Ag-AgVO₃/g-C₃N₄ Composite Photo-Catalyst and DegradationCharacteristics ofAntibiotics.J Hazard Mater,2019,4(21):303-12)Xie等人合成Z型MoO₃/g-C₃N₄复合物并以此作为催化剂降解四环素，3小时内降解效率能达到88.4％(Xie Z,FengY,Wang F,et al.Construction of carbon dots modified MoO₃/g-C₃N₄ Z-schemephotocatalyst with enhanced visible-light photocatalytic activity for thedegradation oftetracycline[J].Applied Catalysis B:Environmental,2018,229:96-104.)。但是，时间更短、降解效率更高的催化剂仍有待进一步开发。