本發明專利技術述及一種提升四環素藥物光電催化降解效果的方法，包括以下步驟：步驟1：將凹凸棒土溶于純凈水，攪拌至形成混合均勻的凹凸棒土懸浮液，調節其pH值為3.5，過濾得到凹凸棒土濾液。步驟2：將含有以三種四環素藥物TCs為降解對象的污水中的TCs的質量體積比濃度調整至100mg.L-1以下，再加入凹凸棒土濾液，將含凹凸棒土濾液的污水作為反應溶液，其中凹凸棒土質量體積比濃度為1mg.L-1-100mg.L-1，調節反應溶液pH值在2.5-7.5范圍內。步驟3：TiO2納米管作為光陽極放入反應溶液，置于光反應儀中進行光電催化反應。加入凹凸棒土濾液后，TCs的降解效果得到提升。本發明專利技術中，光電催化體系中加入凹凸棒土的方法簡單，凹凸棒土價格低廉，易于在TiO2光催化降解污染物領域得到應用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于光催化降解污染物領域。
技術介紹
四環素藥物是抗生素中的一大類，在畜牧業、水產養殖業中廣泛使用，人和牲畜服用的四環素藥物進入生物體后，并不被完全吸收，大部分以原形的形式排出體外，隨雨水、地表徑流等進入環境水體。此外，制藥廢水的排放也是這類抗生素進入環境的重要來源。四環素藥物在環境中不易降解，不斷積累，對水體生態環境和人體健康造成極大的潛在威脅。利用1102光(電)催化技術降解四環素藥物具有較好的效果。而TiO2催化劑活性的 高低對降解效果有直接的影響，其他條件相同時，TiO2活性高則降解效果較好，但TiO2在使用中存在活性下降現象，從而影響光(電)催化反應效果。凹凸棒土具有優良的吸附性能，已有較多作為吸附劑、絮凝劑使用的研究，且含有多種天然礦物質元素，如Mg，Al，Si，Fe等。將凹凸棒土與光電催化技術相結合降解四環素藥物，例如采用“凹凸棒土吸附預處理+TiO2光(電)催化反應”的工藝流程，預處理中利用了凹凸棒土的吸附性能，光電催化反應中如果還能利用殘留凹凸棒土的某些成分的作用增強TiO2催化劑(主要研究活性已下降的TiO2)的催化活性，則就能達到提升四環素藥物光電催化降解效果的目的。
技術實現思路
本專利技術提供，利用本專利技術，在光電催化降解四環素藥物的反應中使用活性下降的TiO2納米管作為催化劑，也能取得較為理想的降解效果。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是，包括以下步驟步驟I :凹凸棒土懸浮液的過濾處理將凹凸棒土溶于純凈水，攪拌至形成混合均勻的凹凸棒土懸浮液，用H2SO4溶液調節其PH值為3. 5，過濾得到凹凸棒土濾液。步驟2 :將含有以四環素、土霉素、金霉素三種四環素藥物TCs為降解對象的污水中的TCs的質量體積比濃度調整至IOOmg · L-1以下，再將凹凸棒土濾液加入到濃度調整后的污水中，將含凹凸棒土濾液的污水作為反應溶液，其中凹凸棒土在反應溶液中的質量體積比濃度為Img -L^1-IOOmg · Λ用H2SO4溶液和NaOH溶液調節反應溶液的pH值在2. 5-7. 5范圍內。步驟3 :活性下降的TiO2納米管催化劑作為光陽極，鉬片為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，將光陽極、對電極及參比電極放入步驟2得到的反應溶液中。將反應溶液置于光反應儀中進行光電催化降解反應，紫外光源為15w紫外燈(主波長> 365nm，光量子通量為2. 21 μ w · cnT2)，在光陽極與對電極之間施加電壓I. 0V,反應過程中持續曝氣，曝氣流量為O. 2L · min—1。光電催化反應3小時，于不同時間點取樣，采用高效液相色譜儀同時測定四環素、土霉素、金霉素的濃度，取其平均濃度計算TCs的降解率，用反應3小時時的TCs降解率表示TiO2納米管的催化活性及降解效果，TCs降解率大則表示TiO2納米管的催化活性高，降解效果好。 本專利技術的有益效果是，在反應溶液中加入一定量凹凸棒土濾液后，凹凸棒土濾液中存在的Fe3+離子在光電催化反應體系中能夠捕獲部分光生電子，阻止光生電子一空穴對的再復合，且Fe3+離子在紫外光照下能激發產生·0Η，使得活性下降的TiO2納米管催化劑的催化活性得以增強，四環素藥物的光電催化降解效果得到改善，與不加凹凸棒土濾液相比，一定條件下其降解率上升了 23.6%。附圖說明下面結合附圖對本專利技術進一步說明。圖I是TCs初始質量體積比濃度對TCs降解率的影響圖(凹凸棒土質量體積比濃度分別為 Img · L'IOmg · Ι71、IOOmg · Ι71)。圖2是反應初始pH值對TCs降解率的影響圖(TCs初始質量體積比濃度為IOmg · L_\凹凸棒土質量體積比濃度分別為Img · L'IOmg · L'IOOmg · L—1)。圖3是反應初始pH值對TCs降解率的影響圖(TCs初始質量體積比濃度為30mg · L_\凹凸棒土質量體積比濃度分別為Img · L'IOmg · L'IOOmg · L—1)。圖4是反應初始pH值對TCs降解率的影響圖(TCs初始質量體積比濃度為IOOmg · L_\凹凸棒土質量體積比濃度分別為Img · L'IOmg · L'IOOmg · L—1)。圖5是凹凸棒土質量體積比濃度對TCs降解率的影響圖(TCs初始質量體積比濃度分別為 IOmg · L'30mg · L'IOOmg · L-1)。圖6是反應前后溶液中Fe2+和總鐵質量百分比含量的變化圖。圖7是凹凸棒土的Fe2p3/2擬合圖譜。圖8是Fe3+在光電催化體系中的作用機理圖。具體實施例方式實施例I :，包括以下步驟步驟I :凹凸棒土懸浮液的過濾處理將凹凸棒土溶于純凈水，攪拌至形成混合均勻的凹凸棒土懸浮液，用H2SO4溶液調節其PH值為3. 5，過濾得到凹凸棒土濾液。步驟2 :將含有以四環素、土霉素、金霉素三種四環素藥物TCs為降解對象的污水中的TCs的質量體積比濃度調整至IOOmg · L-1以下，再將凹凸棒土濾液加入到濃度調整后的污水中，將含凹凸棒土濾液的污水作為反應溶液，其中凹凸棒土在反應溶液中的質量體積比濃度分別為Img · L—1、IOmg · L—1及IOOmg · L—1，用H2SO4溶液和NaOH溶液調節反應溶液的pH值為3.5。步驟3 :活性下降的TiO2納米管催化劑作為光陽極，鉬片為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，將光陽極、對電極及參比電極放入步驟2得到的反應溶液中。將反應溶液置于光反應儀中進行光電催化降解反應，紫外光源為15w紫外燈(主波長> 365nm，光量子通量為2. 21 μ W · cnT2)，在光陽極與對電極之間施加電壓I. OV,反應過程中持續曝氣，曝氣流量為O. 2L · min—1。光電催化反應3小時，于不同時間點取樣，采用高效液相色譜儀同時測定四環素、土霉素、金霉素的濃度，取其平均濃度計算TCs的降解率，用反應3小時時的TCs降解率表示TiO2納米管的催化活性及降解效果。圖I考察了反應溶液中三種凹凸棒土質量體積比濃度(即Img · L-1UOmg · L—1及IOOmg · L—1，圖中分別以“凹 Img · L-1，，“凹 IOmg · L-1，，“凹 IOOmg · L—1”表示，下同)時，TCs初始質量體積比濃度對TCs降解率的影響。TCs初始質量體積比濃度低于IOOmg · Γ1時，三種凹凸棒土濃度下均呈現出TCs初始質量體積比濃度越高，其降解率越低的趨勢。降解率高低與該體系中產生的· OH數量有關，相同條件下產生的· OH數量相當，只能對有限數量的TCs進行氧化分解，因此初始濃度越高，被氧化部分的TCs占其初始濃度的比 例越低，TCs降解率越低。而三個凹凸棒土質量體積比濃度中，IOmg · L-1時的TCs降解率總體高于Img · Γ1和IOOmg · Γ1時的TCs降解率，將在實施例3中分析。實施例2 :—種提升四環素藥物光電催化降解效果的方法，包括以下步驟步驟I :凹凸棒土懸浮液的過濾處理將凹凸棒土溶于純凈水，攪拌至形成混合均勻的凹凸棒土懸浮液，用H2SO4溶液調節其PH值為3. 5，過濾得到凹凸棒土濾液。步驟2 :將含有以四環素、土霉素、金霉素三種四環素藥物TCs為降解對象的污水中的TCs的質量體積比濃度分別調整為IOmg ·本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種提升四環素藥物光電催化降解效果的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：凹凸棒土懸浮液的過濾處理將凹凸棒土溶于純凈水，攪拌至形成混合均勻的凹凸棒土懸浮液，用H2SO4溶液調節其pH值為3.5，過濾得到凹凸棒土濾液，步驟2：將含有以四環素、土霉素、金霉素三種四環素藥物TCs為降解對象的污水中的TCs的質量體積比濃度調整至100mg·L?1以下，再將凹凸棒土濾液加入到濃度調整后的污水中，將含凹凸棒土濾液的污水作為反應溶液，其中凹凸棒土在反應溶液中的質量體積比濃度為1mg·L?1?100mg·L?1，用H2SO4溶液和NaOH溶液調節反應溶液的pH值在2.5?7.5范圍內，步驟3：TiO2納米管催化劑作為光陽極，鉑片為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，將光陽極、對電極及參比電極放入步驟2得到的反應溶液中，將反應溶液置于光反應儀中進行光電催化降解反應，紫外光源為15w紫外燈，在光陽極與對電極之間施加電壓1.0V，反應過程中持續曝氣，曝氣流量為0.2L·min?1，光電催化反應3小時。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：傅大放，劉翠云，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：
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