CN104607175A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
CN104607175A
CN104607175A CN201510019371.9A CN201510019371A CN104607175A CN 104607175 A CN104607175 A CN 104607175A CN 201510019371 A CN201510019371 A CN 201510019371A CN 104607175 A CN104607175 A CN 104607175A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
nano
antibiotic
water
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510019371.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104607175B (zh
Inventor
薛珲
陈庆华
赖深伟
黄宝铨
钱庆荣
肖荔人
刘欣萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Normal University
Original Assignee
Fujian Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Normal University filed Critical Fujian Normal University
Priority to CN201510019371.9A priority Critical patent/CN104607175B/zh
Publication of CN104607175A publication Critical patent/CN104607175A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104607175B publication Critical patent/CN104607175B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Abstract

本发明公开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，其制备步骤：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100ml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。上述制备方法制得的光催化降解水中抗生素的光催化剂可用于污水中抗生素的光催化处理，降解率达到89%以上。

Description

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
技术领域
本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。
具体地说，本发明提供的光催化降解水中抗生素的方法是以锑酸锶（Sr1.36Sb2O6）作为光催化剂，然后利用该光催化剂在光照条件下催化降解水中的抗生素。这种光催化降解水中抗生素的方法包括两个步骤：光催化剂的制备及利用其在光照条件下催化降解水中的抗生素。
催化剂锑酸锶（Sr1.36Sb2O6）的具体制备方法如下:
(1)纳米粉体前驱液的制备：
将0.584~2.576g醋酸锶，0.647~1.941g五氧化二锑（醋酸锶与五氧化二锑摩尔比为1.36-2:1）和65~75ml去离子水在室温下搅拌混合，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Sr1.36Sb2O6光催化剂。
(3) 将本发明制备的Sr1.36Sb2O6光催化剂用于紫外光照射下的光催化反应，具有光催化降解有机污染物的性能。
本发明有益效果：
(1)本发明Sr1.36Sb2O6光催化剂制备方法工艺简单，易于控制，适于工业化生产和应用。
(4)制备出的Sr1.36Sb2O6光催化剂，催化效率高，可用于处理含有抗生素的废水，降解率达到89%以上。
附图说明
图１和图２分别是是实施例１制备的Sr1.36Sb2O6的X射线衍射图和紫外可见漫反射图。
图3是实施例１制备的Sr1.36Sb2O6光催化剂降解盐酸四环素活性图。
具体实施方式
实施例1
(1)纳米粉体前驱液的制备：
将0.895g醋酸锶，1.553g五氧化二锑（醋酸锶与五氧化二锑摩尔比为1.36:2）和70 ml去离子水在室温下搅拌混合，通过4 mol/L硝酸调节pH为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5℃/min的速度升温至100℃保温24 h进行水热反应，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次，放入干燥箱中于80℃下干燥，得到Sr1.36Sb2O6光催化剂。
实施例2
(1)纳米粉体前驱液的制备：
将0.700g醋酸锶，0.971g五氧化二锑（醋酸锶与五氧化二锑摩尔比为1.70:2）和65ml去离子水在室温下搅拌混合，通过6mol/L硝酸调节pH为1，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100ml高压反应釜中，以3℃/min的速度升温至180℃保温10h进行水热反应，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4次，放入干燥箱中于70℃下干燥，得到Sr1.36Sb2O6光催化剂。
实施例3
(1)纳米粉体前驱液的制备：
将0.391g醋酸锶，0.647g五氧化二锑（醋酸锶与五氧化二锑摩尔比为1.90:2）和75ml去离子水在室温下搅拌混合，通过5mol/L硝酸调节pH为4，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100ml高压反应釜中，以5℃/min的速度升温至200℃保温6h进行水热反应，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4次，放入干燥箱中于60℃下干燥，得到Sr1.36Sb2O6光催化剂。
实施例4
(1)纳米粉体前驱液的制备：
将0.494g醋酸锶，0.776g五氧化二锑（醋酸锶与五氧化二锑摩尔比为1.50:2）和70ml去离子水在室温下搅拌混合，通过3mol/L硝酸调节pH为3，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100ml高压反应釜中，以2℃/min的速度升温至180℃保温24h进行水热反应，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5次，放入干燥箱中于75℃下干燥，得到Sr1.36Sb2O6光催化剂。
实施例５：
光催化反应器由圆柱状石英反应管（有效容积 200 ml）和管外均匀分布的四支紫外灯管（Philips，4W/2P）组成。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，以150 mg实施例1制备的Sr1.36Sb2O6为光催化剂，在室温下反应4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，经测定4h紫外光光照获得的盐酸四环素的降解率为92.2%。
实施例6：
光催化反应器由圆柱状石英反应管（有效容积 200 ml）和管外均匀分布的四支紫外灯管（Philips，4W/2P）组成。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实施例2制备的Sr1.36Sb2O6为光催化剂，在室温下光照反应5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，经测定5h紫外光光照后的土霉素的降解率为89.4%。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一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。
2.根据权利要求1所述的光催化降解水中抗生素的催化剂的制备方法，其特征在于：所述醋酸锶与五氧化二锑摩尔比为1.36-2。
3.权利要求1或2所述的制备方法制得的光催化降解水中抗生素的光催化剂。
4.权利要求3所述的光催化剂用于污水中抗生素的光催化处理。
5.一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权利要求3所述的光催化剂，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，测定紫外光光照获得盐酸四环素的降解率。
6.一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权利要求3所述的光催化剂，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。
CN201510019371.9A 2015-01-15 2015-01-15 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 Active CN104607175B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510019371.9A CN104607175B (zh) 2015-01-15 2015-01-15 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510019371.9A CN104607175B (zh) 2015-01-15 2015-01-15 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104607175A true CN104607175A (zh) 2015-05-13
CN104607175B CN104607175B (zh) 2017-01-18

Family

ID=53141979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510019371.9A Active CN104607175B (zh) 2015-01-15 2015-01-15 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

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104607175B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106311195A (zh) * 2015-07-06 2017-01-11 新加坡国立大学 光催化降解抗生素的催化剂及其制备方法和应用
CN106390984A (zh) * 2016-09-13 2017-02-15 福州大学 一种锑酸锶光催化剂及其制备和应用
CN109126868A (zh) * 2018-08-01 2019-01-04 河南师范大学 一种用于降解土霉素废水的g-C3N4-PANI复合光催化材料的制备方法
CN111468099A (zh) * 2019-12-16 2020-07-31 海南大学 一种锑锶氧化物光催化剂的制备方法
CN113060763A (zh) * 2021-03-18 2021-07-02 刘明钢 应用于光学玻璃的粉末状五氧化二锑的制备方法
WO2022056979A1 (zh) * 2020-09-21 2022-03-24 华南理工大学 一种非金属表面等离子体催化剂及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10314597A (ja) * 1997-05-20 1998-12-02 Hitachi Ltd 低温硬化型高活性酸化物光触媒薄膜を備えた物品
CN1894042A (zh) * 2003-12-19 2007-01-10 萨克特本化学有限责任公司 生产催化剂制剂的方法以及该催化剂制剂的应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10314597A (ja) * 1997-05-20 1998-12-02 Hitachi Ltd 低温硬化型高活性酸化物光触媒薄膜を備えた物品
CN1894042A (zh) * 2003-12-19 2007-01-10 萨克特本化学有限责任公司 生产催化剂制剂的方法以及该催化剂制剂的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUN XUE，ET AL: ""Nanocrystalline Ternary Wide Band Gap p-Block Metal Semiconductor Sr2Sb2O7:Hydrothermal Syntheses and Photocatalytic Benzene Degradation"", 《THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106311195A (zh) * 2015-07-06 2017-01-11 新加坡国立大学 光催化降解抗生素的催化剂及其制备方法和应用
CN106390984A (zh) * 2016-09-13 2017-02-15 福州大学 一种锑酸锶光催化剂及其制备和应用
CN109126868A (zh) * 2018-08-01 2019-01-04 河南师范大学 一种用于降解土霉素废水的g-C3N4-PANI复合光催化材料的制备方法
CN111468099A (zh) * 2019-12-16 2020-07-31 海南大学 一种锑锶氧化物光催化剂的制备方法
WO2022056979A1 (zh) * 2020-09-21 2022-03-24 华南理工大学 一种非金属表面等离子体催化剂及其制备方法和应用
CN113060763A (zh) * 2021-03-18 2021-07-02 刘明钢 应用于光学玻璃的粉末状五氧化二锑的制备方法
CN113060763B (zh) * 2021-03-18 2022-11-29 刘明钢 应用于光学玻璃的粉末状五氧化二锑的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104607175B (zh) 2017-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104607175A (zh) 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
CN101711977A (zh) 以微生物及藻类为模板制备介孔二氧化钛光催化剂的方法
CN108187669A (zh) 一种用于降解四环素光催化纳米材料的制备方法与应用
CN102357360A (zh) 一种光催化降解罗丹明b的催化剂及其制备方法
CN204079539U (zh) 一种用于再生水及雨水消毒的光催化消毒反应器
CN108203142A (zh) 一种光催化复合电极及其制备方法、和在废水处理中的应用
CN110373891A (zh) 负载钨酸铋/二氧化钛/还原氧化石墨烯可见光响应复合抗菌织物及其制备方法
CN102351272B (zh) 一种可见光催化降解水中全氟辛酸的方法
CN101947452B (zh) Co/TiO2纳米管阵列的制备方法及应用于制糖废水的降解
CN111545212A (zh) 一种双钙钛矿La2NiFeO6催化降解抗生素废水的方法
KR200399280Y1 (ko) 수중내장형 광촉매 물 살균기
CN114950494B (zh) 一种催化降解四环素的光催化材料及其制备方法
CN107029725B (zh) 降解抗生素的碳量子点-钛酸镍复合降解剂及其制备方法
CN103043745A (zh) 一种可见光催化降解水中典型抗生素的方法
CN103537269B (zh) TiO2纳米管组装{001}面单晶光电极制备与应用
CN114011409B (zh) 一种铜单原子催化剂及其制备方法和应用、铜单原子催化剂催化降解废水中四环素的方法
CN106902828B (zh) 一种乙酰螺旋霉素抗生素废水的处理方法
CN109569586A (zh) 一种基于鸡蛋膜的光催化复合材料及其制备方法与应用
CN107235531B (zh) 一种改性二氧化钛螯合聚硅酸铝铁的污水净化剂
CN110871101B (zh) 一种介孔碳-钛酸铋复合光催化材料的制备及应用
CN108380241B (zh) 一种Z型光催化剂BiPO4/H-ZSM-5/BiOCl的制备及其应用
CN110560160B (zh) 一种Phe@CuNCs复合材料的制备方法及应用
CN106882880B (zh) 罗丹明b染料废水的处理方法
CN106830172B (zh) 降解罗丹明b染料的复合降解剂及其制备方法
CN115518639B (zh) 一种畜禽粪污制备的环保催化剂、合成方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant