CN113501562A

CN113501562A - 一种卡马西平的光降解剂、降解卡马西平的方法和装置

Info

Publication number: CN113501562A
Application number: CN202110886543.8A
Authority: CN
Inventors: 林英姿; 杨昊; 李思文; 刘根; 李�浩; 周明亮; 魏宇航
Original assignee: Jilin Jianzhu University
Current assignee: Jilin Jianzhu University
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2021-10-15
Also published as: NL2030979B1; US20230053646A1; NL2030979A

Abstract

本发明提供了一种卡马西平的光降解剂、降解卡马西平的方法和装置，涉及有机污染物降解技术领域，本发明提供的光降解剂，包括过硫酸盐/亚硫酸盐复合盐溶液。本发明将紫外(UV)、过硫酸盐(PS)与亚硫酸盐(S(IV))联用对卡马西平进行降解，亚硫酸盐在水体中水解生成的硫酸氢根(HSO₃ ^‑)参与反应，从而生成大量的SO₄·^‑和HO·，提高了对卡马西平的降解率和降解效率。本发明提供的紫外/过硫酸盐/亚硫酸盐复合高级氧化体系(UV/PS/S(IV))较紫外过硫酸盐体系(UV/PS)和紫外亚硫酸盐体系(UV/S(IV))具有更强的氧化性，对卡马西平的降解率高且降解效率高。

Description

一种卡马西平的光降解剂、降解卡马西平的方法和装置

技术领域

本发明涉及有机污染物降解技术领域，具体涉及一种卡马西平的光降解剂、降解卡马西平的方法和装置。

背景技术

卡马西平(Carbamazepine，CBZ)作为一种常见的抗癫痫药，被广泛地用于临床治疗中。卡马西平在水中有很强的持久性和稳定性，属于非常有代表性的难降解PPCPs类污染物，不论是在水体自然循环过程中，还是在常规水处理工艺中，都难以被去除。因此，亟需寻找有效方法解决环境中卡马西平的污染问题。

近年来，基于硫酸根自由基(SO₄ ^-·)高级氧化技术受到了研究学者的广泛关注。非均相光催化过硫酸盐(persulfate，PS)体系产生强氧化活性的SO₄·^-和·OH在室温下即可高效率的进行，氧化能力强且适用pH范围较广，具有广阔的应用前景。在各类基于硫酸根自由基的高级氧化技术中，紫外活化过硫酸盐法以其自由基生成速率高、无二次污染、过硫酸盐价格便宜稳定性好等优点得到了广泛关注和研究。然而，传统的紫外亚硫酸盐体系(UV/S(IV))对卡马西平降解效果均不理想。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种卡马西平的光降解剂、光降解剂、降解卡马西平的方法和装置，本发明提供的光降解剂对卡马西平的降解率高且降解效率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种卡马西平的光降解剂，包括过硫酸盐/亚硫酸盐复合盐溶液。

优选的，所述过硫酸盐/亚硫酸盐复合盐溶液中过硫酸盐和亚硫酸盐的摩尔比为1～2：1～2。

本发明提供了采用上述技术方案所述的光降解剂降解卡马西平的方法，包括以下步骤：

在紫外光照射下，将卡马西平溶液和过硫酸盐和亚硫酸盐的复合盐溶液混合，得到混合液，将所述混合液进行降解。

优选的，所述卡马西平、过硫酸盐和亚硫酸盐的摩尔比为1：15～20：15～20。

优选的，所述卡马西平溶液的浓度为10～45mmol/L。

优选的，所述卡马西平溶液的pH值为3～11。

优选的，所述降解的时间为20～50min。

本发明提供了一种卡马西平的光降解剂，包括过硫酸盐/亚硫酸盐复合盐溶液。本发明将紫外(UV)、过硫酸盐(PS)与亚硫酸盐(S(IV))联用对卡马西平进行降解，亚硫酸盐在水体中水解生成的硫酸氢根(HSO₃ ^-)参与反应，从而生成大量的SO₄·^-和HO·，提高了对卡马西平的降解率。如实施例结果所示，在PS、S(IV)和CBZ的摩尔比15:15:1的条件下降解40min后对卡马西平的去除率达到了98.3％，相比于紫外过硫酸盐对卡马西平的降解率提高了10％，降解速率提升19％。说明，本发明提供的紫外/过硫酸盐/亚硫酸盐复合高级氧化体系(UV/PS/S(IV))较紫外过硫酸盐体系(UV/PS)和紫外亚硫酸盐体系(UV/S(IV))具有更强的氧化性，对卡马西平的降解率高且降解效率高。

本发明提供采用上述技术方案所述光降解剂降解卡马西平的方法，本发明将紫外(UV)、过硫酸盐(PS)与亚硫酸盐(S(IV))联用对卡马西平进行降解，亚硫酸盐在水体中水解生成的硫酸氢根(HSO₃ ^-)参与反应，从而生成大量的SO₄·^-和HO·，提高了对卡马西平的降解率。如实施例结果所示，在PS、S(IV)和CBZ的摩尔比15:15:1的条件下降解40min后对卡马西平的去除率达到了98.3％，相比于紫外过硫酸盐对卡马西平的降解率提高了10％，降解速率提升19％。说明，本发明提供的降解方法对卡马西平的降解率高且降解效率高；而且，本发明提供的方法，操作简单，降解条件温和，降解成本低，适宜规模化降解卡马西平。

本发明提供了所述方法采用的装置，包括反应容器3，设置于所述反应容器3内的石英套管2，设置于所述石英套管2内的紫外光源1。本发明提供的装置，结构简单，成本低，能够实现对于卡马西平的高效深度降解。

附图说明

图1为卡马西平的降解装置图；

图2为CBZ降解过程中自由基反应途径图；

图3为甲醇对于活性自由基的抑制程度结果图；

图4为甲醇对于活性自由基的抑制程度的反应动力学拟合结果图；

图5为叔丁醇对于活性自由基的抑制程度结果图；

图6为叔丁醇对于活性自由基的抑制程度的反应动力学拟合结果图；

图7为不同光降解体系下CBZ的降解结果图；

图8为不同光降解体系下CBZ的降解的反应动力学拟合结果图；

图9为不同PS:S(IV)摩尔比下CBZ的降解结果图；

图10为不同PS:S(IV)摩尔比下CBZ的降解的反应动力学拟合结果图；

图11为不同CBZ初始浓度下CBZ的降解结果图；

图12为不同CBZ初始浓度下CBZ的降解的反应动力学拟合结果图；

图13为不同CO₃ ^2-初始浓度下CBZ的降解结果图；

图14为不同CO₃ ^2-初始浓度下CBZ的降解的反应动力学拟合结果图；

图15为不同pH值下CBZ的降解结果图；

图16为不同pH值下CBZ的降解的反应动力学拟合结果图；

图17为实施例1中UV/PS/S(IV)体系中CBZ在降解过程溶液pH值的变化图。

具体实施方式

本发明提供了一种卡马西平的光降解剂，包括过硫酸盐/亚硫酸盐复合盐溶液。

在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

在本发明中，所述过硫酸盐/亚硫酸盐复合盐溶液中过硫酸盐和亚硫酸盐的摩尔比为1～2：1～2。在本发明中，所述紫外光优选由低压汞灯提供；所述紫外光的功率优选为6～17W，更优选为10～15W。

在本发明中，所述卡马西平、过硫酸盐和亚硫酸盐的摩尔比优选为1：15～20：15～20，更优选为1：16～18：16～18。

在本发明中，所述卡马西平溶液的浓度为优选为5～50mmol/L，更优选为8～45mmol/L，进一步优选为10.08～42.32mmol/L。

在本发明中，所述卡马西平溶液的pH值优选为3～11，更优选为5～9，进一步优选为7；所述降解的温度优选为18～22℃，更优选为20℃；所述降解的时间优选为20～50min，更优选为30～40min。在本发明中，所述降解过程中，亚硫酸盐在水体中水解生成的硫酸氢根(HSO₃ ^-)参与反应，从而生成大量的SO₄·^-和HO·，提高了对卡马西平的降解率，具体自由基反应途径如图2所示，由图2可知，降解过程中发生的部分反应如式(1)～式(6)所示：

本发明提供了上述技术方案所述方法采用的装置，包括反应容器3，设置于所述反应容器3内的石英套管2，设置于所述石英套管2的紫外光源1；所述紫外光源优选为低压汞灯；所述低压汞灯的功率优选为6～17W，更优选为10～15W。在本发明中，所述装置优选还包括磁力恒温搅拌器5，所述反应容器3优选设置于所述磁力恒温搅拌器5的表面；所述反应容器3内优选还设置有转子4。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳

动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)采用图1所示的装置，利用UV/PS/S(IV)体系降解卡马西平

在10W低压汞灯照射下，将卡马西平溶液(pH＝7)和PS/S(IV)复合盐溶液混合，在20℃条件下降解40min。卡马西平的降解率为98.3％。其中，CBZ初始浓度[CBZ]₀＝21.16μM(μM即为μmol/L)，PS初始浓度[PS]₀＝S(IV)初始浓度[S(IV)]₀＝0.3mM(mM即为mmol/L)，PS、S(IV)和CBZ的摩尔比＝15:15:1，即PS与S(IV)摩尔比＝1:1。

样品采用高效液相色谱仪(HPLC)分析CBZ的浓度。流动相比例为甲醇：0.1％乙酸-水体积比＝6：4，检测波长为285nm，流动相流速为0.8mL/min，单个样品进样量为20μL，卡马西平保留时间为5.5min。

(2)自由基鉴定

在步骤(1)得到的降解后的体系中不加甲醇、加入100mM甲醇和加入200mM甲醇后活性自由基的抑制程度结果如图3所示，对活性自由基的抑制程度过程进行反应动力学拟合，所得结果如图4和表1所示。

表1投加甲醇条件下UV/PS/S(IV)降解CBZ的反应动力学方程及参数

由图3～4和表1可知，在投加100mM浓度的MeOH后，CBZ在UV/PS/S(IV)体系中反应5分钟、15分钟和40分钟后的降解率分别下降了42％、71％和76％，反应速率也从不投加MeOH情况下的0.1467min^-1降到0.0062min^-1。当反应条件改为投加200mM MeOH后，整体情况较100mM投加量稍微降低，反应速率由0.1467min^-1降到0.0031min^-1，较100mM的MeOH投加量情况下速率更低。CBZ在UV/PS/S(IV)体系中反应5分钟、15分钟和40分钟后的降解率分别下降了45％、79％和87％，整体降解率下降程度更大。表明，水体中对CBZ的降解作用主要还是来自于SO₄·^-和HO·。

(3)为继续探究UV/PS/S(IV)体系降解CBZ的具体自由基种类，选用100mM和200mM的叔丁醇(TBA)代替步骤(2)中的甲醇探讨对活性自由基的抑制程度，对活性自由基的抑制程度结果如图5所示，对活性自由基的抑制程度过程进行反应动力学拟合，所得结果如图6表2所示。

表2投加叔丁醇条件下UV/PS/S(IV)降解CBZ的反应动力学方程及参数

由图5～6和表2可知，在投加100mM浓度的TBA后，CBZ在UV/PS/S(IV)体系中反应5分钟、15分钟和40分钟后的降解率分别下降了11％、27％和20％，反应速率从不投加TBA情况下的0.1467min^-1降到0.0366min^-1。当反应条件改为投加200mM TBA后，整体情况较100mM投加量几乎不变，反应速率由0.1467min^-1降到0.0360min^-1，较100mM的TBA投加量情况下速率几乎不变。CBZ在UV/PS/S(IV)体系中反应5分钟、15分钟和40分钟后的降解率分别下降了12％、26％和21％。结果表明，水体中SO₄·^-对CBZ的降解作用要比HO·大，或许为降解CBZ的主要活性自由基。

当投入高浓度的淬灭剂后，可假设为水体中的活性自由基被完全淬灭。如投加氧化剂摩尔浓度300倍以上的MeOH时，可假设为水体中的SO₄ ^·-和HO·被MeOH完全淬灭，那么水体中污染物的降解则完全归结于SO₅ ^·-的作用。当投加高浓度的TBA时，可假设为水体中的HO·被完全淬灭，水体中污染物的降解则归结于SO₄ ^·-和SO₅ ^·-的联合作用。因此可通过不同情况下CBZ的降解率来计算SO₄ ^·-、SO₅ ^·-和HO·对CBZ降解的贡献率理论值,，结果如表3所示。

表3 CBZ降解过程中自由基鉴定结果

由表3中自由基鉴定结果可知，投加200mM MeOH和TBA的条件下不同时间段UV/PS/S(IV)体系对CBZ的降解率，可具体总结为表3～4的自由基相对贡献率鉴定结果。UV/PS/S(IV)体系在反应5min时SO₄ ^·-、HO·和SO₅ ^·-的降解相对贡献率为69.0％、24.3％和6.7％，反应15min时SO₄ ^·-、HO·和SO₅ ^·-的降解相对贡献率为63.1％、31.0％和5.9％，反应40min时SO₄ ^·-、HO·和SO₅ ^·-的降解相对贡献率为66.0％、21.0％和13.0％。由此可知，SO₄ ^·-在反应进程中的降解相对贡献率一直保持在66～69％的水平上，整体对降解反应的影响占比还是占多数的，是降解反应的主要自由基，而HO·的降解作用先升高后降低，相对贡献率在21～31％区间内，说明也是占有一小部分降解效果的。而SO₅ ^·-的相对贡献率在5.9～13.0％区间水平内，说明并不是降解的主要活性物质。

对比例1

采用图1所示的装置，利用UV/PS体系降解卡马西平

在紫外灯照射下，将卡马西平溶液(pH＝7)和过硫酸盐盐溶液混合，中，在20℃条件下降解40min，卡马西平的降解率为88.3％。其中，CBZ的初始浓度浓度[CBZ]₀＝21.16μM，PS的初始浓度[PS]₀＝0.3mM，过硫酸盐和卡马西平的摩尔比为15:1。

对比例2

采用图1所示的装置，利用UV/S(IV)体系降解卡马西平

在紫外灯照射下，将卡马西平溶液(pH＝7)和亚硫酸盐溶液混合，中，在20℃条件下降解40min，卡马西平的降解率为28.9％。其中，CBZ的初始浓度浓度[CBZ]₀＝21.16μM，S(IV)的初始浓度[S(IV)]₀＝0.3mM，亚硫酸盐和卡马西平的摩尔比为15:1。

对比例3

利用PS/S(IV)体系降解卡马西平

将卡马西平溶液(pH＝7)和过硫酸盐/亚硫酸盐复合盐溶液混合，中，在20℃条件下降解40min，卡马西平的降解率为49.6％。其中，CBZ的初始浓度浓度[CBZ]₀＝21.16μM，PS的初始浓度[PS]₀＝0.3mM，S(IV)的初始浓度[S(IV)]₀＝0.3mM，过硫酸盐、亚硫酸盐和卡马西平的摩尔比为15:15:1。

实施例1和对比例1～3中不同降解体系下，卡马西平的降解率降解率结果如图7所示，对CBZ的降解过程进行反应动力学拟合，所得结果如图8和表4所示。由图7～8可知，不同体系对CBZ的降解情况。对比显示，UV/S(IV)和PS/S(IV)在降解CBZ方面的表现均不甚理想，40min后的降解率分别为28.9％和49.6％。而典型高级氧化体系UV/PS在对CBZ充分反应40min后的降解率为88.2％。UV/PS/S(IV)体系降解CBZ的去除率在PS、S(IV)和CBZ的摩尔比15:15:1的条件下40min达到了98.3％，较UV/PS的实验效果高10％，较UV/S(IV)体系效果提高70％，较PS/S(IV)体系提高46％，这可以归因于式(1)～式(6)生成的SO₄ ^·-和HO·。

表4不同体系降解CBZ的动力学方程及参数

由表4可知，UV/PS/S(IV)、UV/PS、PS/S(IV)均符合准一级反应动力学，而其中UV/PS/S(IV)的反应速率在上述对比体系中是最快的。

与文献(参见高乃云,胡栩豪,邓靖,陈义春.紫外激活过硫酸盐降解水中卡马西平研究[J].华中科技大学学报(自然科学版),2013,41(12):117-122.)的方法对比，在卡马西平底物浓度相同、温度相同、过硫酸盐浓度相近的条件下，降解速率从0.027min^-1提升至0.0722min^-1，提升率为167.4％，大幅缩短降解卡马西平所需时间。

实施例2

按照实施例1方法降解CBZ，与实施例1的区别在于，PS的初始浓度为0.3mM，PS与S(IV)初始浓度的摩尔比＝1:1。

实施例3

按照实施例1方法降解CBZ，与实施例1的区别在于，S(IV)的初始浓度为0.6mM，PS与S(IV)初始浓度的摩尔比＝1:2。

实施例1～3对CBZ降解率结果如图9所示，对CBZ的降解过程进行反应动力学拟合，所得结果如图10和表5所示。

表5不同PS:S(IV)摩尔比对UV/PS/S(IV)降解CBZ的反应动力学方程及参数

由图9可知，当PS初始浓度保持为0.3mM不变时，S(IV)的初始浓度由0.3mM增加到0.6mM，CBZ的降解率有上升趋势，在40min时，CBZ的降解率由89.4％提升至94.1％。这或许是由于高浓度的亚硫酸盐会产生更多的硫酸根自由基，有利于对CBZ的氧化效应，从而加强对目标污染物的降解。而当S(IV)的初始浓度保持在0.3mM不变时，PS的浓度从0.3mM增加至0.6mM时，CBZ的降解率从89.4％增加到98.1％，呈上涨趋势。这可能意味着随着PS初始浓度的增加，将产生更多的反应性物种，导致PS对CBZ的降解效率更快。但是，过量的氧化剂可能抑制降解效果，因为该过量的氧化剂也可能成为羟基自由基和硫酸根自由基的淬灭剂。而本发明未出现氧化剂抑制效果，其原因是氧化剂未达到过量标准，没有对活性自由基产生淬灭效果。

由图10和表5可知，PS与S(IV)不同的浓度摩尔比对CBZ的降解结果均符合准一级反应动力学，其中PS：S(IV)浓度的摩尔比＝2:1的条件下反应速率k_obs最快，但是最后的降解率与1:1情况下只差9％，故出于成本考虑，使用摩尔比1:1进行后续实验。

实施例4

将CBZ溶解于30％乙腈水溶液中，得到浓度为211.6μM的CBZ储备液储备液。分别取25mL CBZ储备液，用超纯水稀释至500mL，得到浓度为10.08μM的CBZ溶液，将CBZ溶液放在烧杯中，向烧杯中加入3mL浓度为0.3mM的PS水溶液和3mL浓度为0.3mM的S(IV)水溶液降解40min。

实施例5

按照实施例4的方法降解CBZ，与实施例4的区别在于，取50mL CBZ储备液，用超纯水稀释至500mL，得到浓度为21.16μM的CBZ溶液。

实施例6

按照实施例4的方法降解CBZ，与实施例4的区别在于，取100mL CBZ储备液，用超纯水稀释至500mL，得到浓度为42.36μM的CBZ溶液。

隔固定时间隔取实施例4～6的降解后的体系测试CBZ的浓度，CBZ的降解率结果如图11所示，对CBZ的降解过程进行反应动力学拟合，所得结果如图12和表6所示。

表6不同底物初始浓度对UV/PS/S(IV)降解CBZ的反应动力学方程及参数

从图11可知，随着CBZ的初始浓度增加，UV/PS/S(IV)体系对目标污染物的降解率发生明显的下降趋势。当CBZ的浓度达到10.08μM时，CBZ与PS、S(IV)的摩尔比为1:30:30，在该条件下充分反应20min后，CBZ便被完全降解。而当CBZ的浓度达到42.32μM时，CBZ与PS、S(IV)的摩尔比为1:7.5:7.5，则在充分反应40min时，对CBZ的降解率仅为65.5％，照21.16μM条件下的反应降解率95.3％降低了31％。其原因是当UV光强和PS、S(IV)投加量保持不变时，体系中降解污染物的自由基数量同样不变，而当目标污染物的浓度升高时，单位溶液体积中有机污染物的浓度也随之升高，对应的接触到自由基的相对数量便有所下降，导致体系中自由基能达到的稳态浓度减小，对污染物的降解产生负影响。另一方面，过量的CBZ导致残留的污染物会与降解过程中出现的中间过度产物竞争溶液中的活性自由基，最终引发对CBZ的降解率下降的结果。

由图12和表6可知，ln(C/C0)与t呈良好的线性拟合关系，且符合准一级动力学反应。其中反应速率随着CBZ底物初始浓度升高而降低，总体呈负相关。当CBZ底物浓度提高一倍时，体系降解速率便要缓慢3～4倍。

实施例7

按照实施例1的方法降解CBZ，与实施例1的不同之处在于降解前体系中加入0.25mM CO₃ ²。

实施例8

按照实施例1的方法降解CBZ，与实施例1的不同之处在于降解前体系中加入0.5mMCO₃ ²。

实施例9

按照实施例1的方法降解CBZ，与实施例1的不同之处在于降解前体系中加入1mMCO₃ ²。

隔固定时间隔取实施例1、7～9的光降解剂测试CBZ的浓度，CBZ的降解率结果如图13所示，对CBZ的降解过程进行反应动力学拟合，所得结果如图14和表7所示。

表7不同CO₃ ^2-初始浓度条件下UV/PS/S(IV)降解CBZ的反应动力学方程及参数

由图13可知，在UV/PS/S(IV)体系中，CO₃ ^2-浓度在从0mM增加到1mM时，对CBZ的降解效果整体上是呈促进作用的。其中，CO₃ ^2-浓度在1mM的条件下，CBZ降解率较没有CO₃ ^2-的情况提高了3％。这与使用单独UV/PS体系降解CBZ时，CO₃ ^2-存在情况下对CBZ降解效果的影响所表现的趋势不同。推测原因是CO₃ ^2-有两个亲核原子O^-，可以用来攻击O-O键，以此活化PS产生更多的SO₄ ^·-，显著提高降解速率。另外，CO₃ ^2-在水中通过式(7)使得水体整体呈现碱性，而S(IV)的存在使得UV/PS/S(IV)体系在碱性水体的条件下提高了CBZ的降解率。

CO₃ ^2-+H₂O→HCO₃ ^--+OH^- 式(7)

而CO₃ ^2-浓度对光降解剂的抑制作用依然存在，反应机制如式(8)～式(9)所示。根据实验结果来看，抑制作用相对促进作用表现得弱一些，整体降解效果是随着CO₃ ^2-浓度的增加而提升的。但是过量的CO₃ ^2-也能作为SO₄ ^·-和HO·的淬灭剂，消耗大量强氧化性的自由基来生成CO₃ ^2--，导致降解效果降低，而本发明所用的CO₃ ^2-浓度则未达到该标准。

CO₃ ^2-+SO₄·^-→SO4^2-+CO₃ ^·- 式(8)

CO₃ ^2-+HO·→CO₃ ^·-+OH^- 式(9)

由图14和表7可知，UV/PS/S(IV)体系对CBZ降解过程严格遵循准一级动力学方程，其中反应速率最快的条件是在CO₃ ^2-浓度为1mM时，k_obs为0.0969min^-1，比不添加CO₃ ^2-情况的降解速率提升25.5％。

实施例10

按照实施例1的方法降解CBZ，与实施例1的不同之处在于CBZ溶液的pH＝3。

实施例11

按照实施例1的方法降解CBZ，与实施例1的不同之处在于CBZ溶液的pH＝5。

实施例12

按照实施例1的方法降解CBZ，与实施例1的不同之处在于CBZ溶液的pH＝9。

实施例13

按照实施例1的方法降解CBZ，与实施例1的不同之处在于CBZ溶液的pH＝11。

隔固定时间隔取实施例1、10～13的降解后的体系，测试CBZ的浓度，CBZ的降解率结果如图15所示，对CBZ的降解过程进行反应动力学拟合，所得结果如图16和表8所示。

表8不同初始pH下UV/PS/S(IV)降解CBZ的反应动力学方程

由图15～16和表8可知，在酸性条件和中性条件下，CBZ的降解效果要高于弱碱性条件，而强碱环境又造成CBZ降解率显著增高的情况。在反应40min时，不同初始pH值的环境下都能使得UV/PS/S(IV)体系对CBZ降解率均超过92％。而对CBZ降解效果最好的pH值条件为pH＝11，对CBZ的最大降解速率k_obs为0.1377min^-1。

在UV/PS/S(IV)体系中，实验数据的线性拟合度良好，不同初始溶液pH值条件下对CBZ的降解过程均符合准一级反应动力学方程，反应速率k_obs降序顺序为pH＝11、3、5、7、9。

实施例1中UV/PS/S(IV)体系中CBZ在降解过程溶液pH值的变化如图17所示。由图17可知，在UV/PS/S(IV)体系中，CBZ降解反应前后溶液的pH值从7.002降至4.037，这充分佐证了式(8)的存在性，溶液中HO^-减少，使得体pH值降低。

以上结果表明，UV/PS/S(IV)体系对于CBZ的降解有很宽的pH适用范围，有效解决UV/PS在碱性环境中降解污染物效率低的问题，可在强碱性环境中高效降解有机污染物。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种卡马西平的光降解剂，其特征在于，包括过硫酸盐/亚硫酸盐复合盐溶液。

2.根据权利要求1所述的光降解剂，其特征在于，所述过硫酸盐/亚硫酸盐复合盐溶液中过硫酸盐和亚硫酸盐的摩尔比为1～2：1～2。

3.采用权利要求1～2任一项所述的光降解剂降解卡马西平的方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述卡马西平、过硫酸盐和亚硫酸盐的摩尔比为1：15～20：15～20。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述卡马西平溶液的浓度为5～50mmol/L。

6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述卡马西平溶液的pH值为3～11。

7.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述降解的时间为20～50min。

8.权利要求3～7任一项所述方法采用的装置，其特征在于，包括反应容器(3)，设置于所述反应容器(3)内的石英套管(2)，设置于所述石英套管(2)内的紫外光源(1)。