通过使用二硫化 (MoS2) 的过氧硫酸盐激活去除单个和多种抗生素:中央复合材料设计和降解途径
Onkar Sudhir Ekande1, Inigo Johnson1, Kadapa Nagasai1
1Environmental Engineering Division, Department of Civil Engineering, Indian Institute of Technology Madras, Chennai, 600036, Tamil Nadu, India.
二硫化物 (MoS) 有效地降解了三种抗生素 - - 甲尼达 (MET),四环素 (TET) 和普洛素 (CIP) - - 使用过氧硫酸盐 (PMS) 激活. 较高的催化剂和氧化剂剂量克服了在多抗生素系统中的竞争,以完全消除.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 抗生素污染对水生生态系统和人类健康构成重大威胁.
- 开发高效的催化剂,用于先进的氧化过程,对于水资源整治至关重要.
研究的目的:
- 调查二硫化物 (MoS) 在激活多氧硫酸盐 (PMS) 中的有效性,以降解甲基醇 (MET),四环素 (TET) 和西普罗夫洛克萨 (CIP).
- 阐明去除机制,并优化单抗和多抗生素系统的条件.
主要方法:
- 使用SEM,XRD,XPS和EPR进行MoS2的表征.
- 在单个和多组件系统中的降解实验,使用不同度的抗生素,MoS和PMS.
- 应用中央复合设计 (CCD) 与响应表面方法 (RSM) 进行多组件系统优化.
主要成果:
- 在60分钟内,MoS2/PMS系统实现了个别抗生素的95%以上的去除.
- 硫酸盐基 (SO4.-) 和一个反应性Mo-OOSO3-复合体被确定为关键活性物种.
- 多组件系统中的抗生素竞争降低了去除效率,CIP显著抑制了MET和TET去除.
- 增加的MoS2和PMS度 (分别超过1200毫克L-1和200毫克L-1),使混合系统中的所有污染物能够100%去除.
结论:
- MoS是PMS基础抗生素降解的高效催化剂.
- 了解和减轻竞争抑制效应对于现实应用至关重要.
- 优化条件,包括更高的催化剂和氧化剂负载,可以实现多种抗生素的完全去除.
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