[发明专利]一种光强化赤铁矿活化过硫酸盐处理水中抗生素的方法

说明书

本发明公开了一种光强化赤铁矿活化过硫酸盐处理水中抗生素的方法，包括首先将待处理水置于透明反应容器中，然后在待处理水中加入天然赤铁矿和过硫酸盐，再对透明反应容器进行可见光照射，形成赤铁矿/PS/Vis体系，并对待处理水进行搅拌，反应一定时间后，对待处理水进行过滤即可。本发明采用天然赤铁矿活化过硫酸盐，利用天然赤铁矿材料中的多种物质成分，如Fe₂O₃、TiO₂和SiO₂，与PS和可见光共同作用，发生协同反应，利用锐钛矿、过渡金属、PS等对光的敏感性及其相互之间的活化反应，促进活性自由基的生成，提高水中抗生素污染物的降解效率，且天然赤铁矿的金属离子溶出量极少，减少污染，稳定性和重复性好，成本低，操作简便，具有广泛的推广应用前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种光强化赤铁矿活化过硫酸盐处理水中抗生素的方法。

背景技术

近年来，由于抗生素用量大、用途广泛，在市政污水处理厂及河流湖泊中频繁检测出抗生素药物，其具有难降解性和高毒性，研究表明，在国内外多地自来水中残留有多种氟喹诺酮类抗生素，该类抗生素在水环境中浓度含量较低，但对人体、畜禽、生态系统均有危害，而通过常规污水处理工艺难以有效去除，成为亟待解决的水环境问题。

光催化和基于硫酸根自由基的高级氧化技术被公认为是一种可再生、经济、安全且清洁的水处理技术，目前用于水处理的基于硫酸根自由基的高级氧化技术中活化过硫酸盐的材料离子溶出量大，结构不稳定，重复使用性低，水中抗生素去除效果仍无法达到检测要求。

赤铁矿是一类具有固相光催化特性的天然矿物质，具有绿色环保、经济节能的优势。通过简单直接的水热法制备的赤铁矿纳米材料由于其具备的高比表面积和良好稳定性的协同效应，可作为光催化剂，能有效降解废水中潜在的染料污染，具有良好的光催化性能。但是赤铁矿纳米材料的构建及制备增加了经济成本和时间成本，操作较为繁琐，限制了其推广应用。

发明内容

针对上述背景技术中指出的不足，本发明提供了一种光强化赤铁矿活化过硫酸盐处理水中抗生素的方法，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种光强化赤铁矿活化过硫酸盐处理水中抗生素的方法，首先将待处理水置于透明反应容器中，然后在待处理水中加入天然赤铁矿和过硫酸盐，再对透明反应容器进行可见光照射，形成赤铁矿/PS/Vis体系，并对待处理水进行搅拌，反应一定时间后，对待处理水进行过滤即可。

优选地，所述可见光采用35W的氙灯光源。

优选地，所述天然赤铁矿的加入量为50mg/L，所述过硫酸盐的加入量为0.8mM。

优选地，所述赤铁矿/PS/Vis体系处理水的过程中温度控制在30℃。

优选地，所述赤铁矿/PS/Vis体系降解水中的抗生素包括洛美沙星、环丙沙星和恩氟沙星。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用天然赤铁矿活化过硫酸盐，由于天然赤铁矿材料主要成分为Fe₂O₃、TiO₂和SiO₂，且含有C元素和少量其他价态的Si、Ti化合物，同时，材料具有不规则块状堆叠团聚结构，孔道丰富，有利于降解过程中污染物分子和PS的附着，提高降解效率，并且天然赤铁矿材料的金属离子溶出量极少，稳定性和重复性好，避免了重金属离子对环境的二次污染和对人体健康的危害，具有广泛的实际应用潜能。