超声协同天然黄铁矿Fenton催化降解水中的金霉素和氧氟沙星

摘要：

Fenton氧化常被广泛应用于环境水体中难降解有机污染物的高效去除.本研究以天然黄铁矿为Fenton铁源,联合超声(US)激活H2O2高效降解去除水体中的抗生素金霉素(CTC)和氧氟沙星(OFX).采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了黄铁矿物的形貌、元素组成和晶相结构,并考察了不同条件下黄铁矿/H2O2/US对CTC的去除影响,并结合淬灭实验和降解中间产物分析,探究了黄铁矿/H2O2/US体系同步去除CTC和OFX的反应机理.结果表明,CTC的高效去除主要归因于黄铁矿与US在激活H2O2分解产生羟基自由基的协同效应.在最佳反应条件下,CTC能在60 min内实现约96％的去除,且CTC降解过程符合准一级动力学方程.羟基自由基主导着CTC的降解去除过程,CTC能通过脱氯、开环、脱烷基化和羟基化等过程降解生成一些分子较小的中间产物而去除.经5轮连续反应后,黄铁矿/H2O2/US体系对CTC的去除率均能保持在93％以上,具有良好的稳定性.而且,黄铁矿/H2O2/US体系还能较好地同步去除CTC和OFX.基于上述实验结果,推导出了黄铁矿/H2O2/US体系同步高效降解去除CTC和OFX的反应机理,溶液Fe2+与H2O2的均相Fenton反应和黄铁矿表面≡Fe2+与H2O2的非均相Fenton反应的协同高效降解这两种抗生素.本研究较好地为受抗生素污染水体的治理提供理论和技术支撑.

关键词：抗生素、黄铁矿、Fenton、金霉素、氧氟沙星

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分类号：X703.1;O643.36;X52

资助基金：广东省环保专项资金项目;广东省财政厅经费资助;广东省重点领域研发计划;广东省重点建设学科提升项目

在线出版日期：2023-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3866-3875