[发明专利]光助BiFe1-x

说明书

一种光助BiFe_1‑xCu_xO₃活化过一硫酸盐处理水体残留环丙沙星的方法：在含环丙沙星的废水中加入BiFe_1‑xCu_xO₃，室温下搅拌形成混合物；向所述混合物中加入过一硫酸盐，形成反应体系；开启氙灯照射该反应体系，协同BiFe_1‑xCu_xO₃催化活化过一硫酸盐产生强氧化性的自由基以降解有机废水。本发明以BiFe_1‑xCu_xO₃为非均相催化剂，以过一硫酸盐为氧化剂，BiFe_1‑xCu_xO₃材料中的Fe(III)/Fe(II)和Cu(II)/Cu(I)为主要活性组分与过一硫酸盐接触反应产生超氧、单线态氧、空穴和硫酸根等自由基，然后自由基将水中的难降解环丙沙星降解，从而达到净化水体的目的。

技术领域

本发明属于水污染控制领域，具体涉及一种BiFe_1-xCu_xO₃材料作为非均相催化剂在光助条件下活化过一硫酸盐处理水体残留环丙沙星的方法。

背景技术

作为抗生素的生产和使用大国，抗生素的出现在我国疾病预防和治疗中发挥了积极作用。然而对抗生素的大量使用甚至滥用，使得抗生素废水的产生和排放越来越多，对人类健康和生态环境造成了潜在威胁。环丙沙星(CIP)作为典型的第三代氟喹诺酮类抗生素，由于化学稳定性和生物难降解性很难被传统水处理技术去除，因此，急需开发新型高效的抗生素废水降解技术。

由于常规给水处理和污水处理工艺是以去除水中悬浮及胶体污染物为主，对有机污染物，特别是对抗生素类污染物的去除能力十分有限，甚至无能为力。因此，必须借助深度处理技术来进一步保障水质安全。其中，过硫酸盐高级氧化技术是一种以硫酸根自由基(SO₄^·-)为氧化性物种的新型氧化工艺，该技术具有氧化能力强、适用范围广以及选择性高等优点。过硫酸盐均为固体物质，运输、储存、投加、操作更方便。活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate，PMS)和过二硫酸盐(persulfate，PDS)可以产生SO₄^·-。目前，过硫酸盐的活化方法主要有碱活化、热活化、超声活化、紫外活化、过渡金属活化以及非金属催化剂如碳材料。其中，过渡金属，尤其是铁离子活化由于操作简单、耗能少以及铁地表含量丰富而具有优势。但铁离子均相活化存在催化剂不易回收、易产生铁泥等问题，不仅增加了工艺运营成本，而且增加了出水的水环境生态风险。

非均相活化过硫酸盐技术可以在常温常压下实现水体中难降解有机污染物的强化去除。该技术避免了向水体引入有毒金属离子的缺陷，催化剂可一次性填装于反应器内，操作简单、便于在实际的水处理工艺中应用。但目前所采用的催化剂存在催化效率低且具有一定的选择性，难以满足实际需求。因此，迫切需要开发和制备经济、高效的催化剂，应用于非均相活化过硫酸盐技术之中，以解决水体中难降解有机污染物的去除问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种BiFe_1-xCu_xO₃材料作为非均相催化剂在光助条件下活化过一硫酸盐处理水体残留环丙沙星的方法。

为实现上述目的，本发明提供的BiFe_1-xCu_xO₃处理水体残留环丙沙星的方法：在含环丙沙星的废水中加入BiFe_1-xCu_xO₃，室温下搅拌形成混合物；向所述混合物中加入过一硫酸盐，形成反应体系；开启氙灯照射该发反应体系，协同BiFe_1-xCu_xO₃催化活化所述过一硫酸盐产生强氧化性对环丙沙星进行降解。