[发明专利]一种含氮掺杂改性纳米二氧化钛催化降解抗生素的方法及评价方法

说明书

本发明属于有机污水防治技术领域，具体公开了一种含氮掺杂改性纳米二氧化钛催化降解抗生素的方法及评价方法。本发明提供的含氮掺杂改性纳米二氧化钛催化降解抗生素的方法，对环丙沙星有显著的降解效果，而且催化材料稳定性高，可回收重复利用。本发明的提供含氮掺杂改性纳米二氧化钛催化降解抗生素的评价方法，能够测定催化材料催化效率，测定催化材料稳定性、重复利用性、吸附动力学，为含氮掺杂改性纳米二氧化钛的实际应用奠定扎实的研究基础。

技术领域

本发明属于有机污水防治技术领域，具体涉及一种含氮掺杂改性纳米二氧化钛催化降解抗生素的方法及评价方法。

背景技术

环丙沙星是人工合成的第三代氟喹诺酮类抗生素，主要用于性传播疾病、尿路感染和皮肤感染。大多数氟喹诺酮类抗生素在人体内不能完全代谢，会作为代谢产物排出体外，随着污水流入污水处理厂。传统的污水生物处理方法并不能完全去除这类抗生素，所以可能对生态系统和人类健康产生长期破坏性影响。因此除去水中环丙沙星带来的污染刻不容缓。我们可以通过不同的物理化学方法，如吸附、芬顿氧化、光解化可去除水中的环丙沙星，但常规方法并不能完全去除环丙沙星，还会造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中常规方法并不能完全去除环丙沙星，还会造成二次污染的问题；本发明提供一种含氮掺杂改性纳米二氧化钛催化降解抗生素的方法，结果显示，含氮掺杂改性纳米二氧化钛对环丙沙星有显著的降解效果，能在短时间之内对环丙沙星的降解率达到95％以上，而且催化材料稳定性高，可回收重复利用。

根据本发明的一个方面，本发明提供了提供一种含氮掺杂改性纳米二氧化钛催化降解抗生素的方法，包括以下步骤：

一种含氮掺杂改性纳米二氧化钛催化降解抗生素的方法，所述含氮掺杂改性纳米二氧化钛光催化材料催化降解抗生素具体步骤为：

S01配制5mg/L的环丙沙星溶液；

S02取出步骤S01中1L环丙沙星溶液，调节PH值为3-11，然后将纳米TiO₂光催化剂加入到环丙沙星溶液中，纳米TiO₂光催化剂投加量为0.2-0.8g同时打开磁力搅拌器搅拌，反应温度为25-40℃，使催化剂和目标污染物达到吸-脱附平衡，降解结束后过滤回收得纳米TiO₂光催化剂和清洁废水。

步骤S02中搅拌时间为30-60min。

步骤S02中PH值为3.5-10.5。

所述纳米TiO₂光催化剂的制备方法为：包括以下步骤：

A准确称取一定重量的羟丙基纤维素(HPC)置于一定体积的无水乙醇中，充分搅拌，配制成0.004g/mL的羟丙基纤维素溶液；

B在A得到的羟丙基纤维素溶液中加入蒸馏水，随后加入钛酸四正丁酯，羟丙基纤维素溶液：蒸馏水：钛酸四正丁酯的体积比为：500:3:(1-15)，搅拌0-4h后，离心，去除上清液，并用无水乙醇洗涤数次，随后放入50-80℃烘箱中烘干，得到干燥物；

C将B中得到的干燥物取出，以干燥物与氮源质量比为(2:0)-(2:4)混合，且研磨后，置于马弗炉中高温煅烧，煅烧温度为300-800℃，煅烧时间2-3h后，研磨即得到纳米TiO₂光催化剂。

步骤C中所述干燥物与氮源质量比为(2:1)-(2:4)。

步骤B中用无水乙醇洗涤2-4次。

步骤C中所述氮源为硫脲或尿素。

步骤C中置于马弗炉中高温煅烧，煅烧温度为400-600℃。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种含氮掺杂改性纳米二氧化钛催化降解抗生素的评价方法，包括以下步骤：