在紫外线A光下的多种抗生素的去除使用 sol-gel 准备TiO:中央复合材料设计,硫酸添加的效果和降解途径研究研究
Dinkar Parashar1, Gopal Achari2, Mathava Kumar1
1Environmental Engineering Division, Department of Civil Engineering, Indian Institute of Technology Madras, Chennai, Tamil Nadu, 600036, India.
Chemosphere
|September 3, 2023
概括
这项研究表明,二氧化 (TiO2) 光催化有效地从水中去除了米特罗尼达,西普罗素和四环素等抗生素. 使用硫酸盐和最佳pH条件实现了增强的去除,显示了废水处理的潜力.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 水处理技术水处理技术
背景情况:
- 水中的抗生素污染对环境和健康构成重大风险.
- 传统的水处理方法往往不足以去除持久性制药污染物.
- 二氧化 (TiO2) 光催化是污染物降解的有前途的先进氧化过程.
研究的目的:
- 为了研究sol-gel衍生TiO2光催化剂在从水系统中去除美特罗尼达 (MNZ),西普罗素 (CIP) 和四环素 (TET) 的有效性.
- 优化TiO2合成参数 (烧温度,水-酒精比) 和反应条件 (pH,硫酸盐添加) 以提高抗生素的去除.
- 阐明光催化过程中涉及的降解机制和基因物种.
主要方法:
- 使用sol-gel方法合成TiO2光催化剂,使用不同的化温度和水-酒精比率.
- 催化剂的表征包括FTIR,XRD,BET,SEM,拉曼,XPS,UV-DRS和度.
- 批量光催化降解实验是在UV-A光下进行的,pH,硫酸盐添加和抗生素度的变化. 中央复合设计 (CCD) 用于多抗生素条件. 清理研究确定了活性基因物种.
主要成果:
- 来自sol-gel的TiO2表现出比商业TiO2更高的光催化活性,这是由于粒子尺寸较小 (~61nm).
- 分别在50,75和20分钟内实现了MNZ,CIP和TET的完全降解,并有显著的TOC去除.
- 添加硫酸盐和更高的初始pH值 (8-10) 显著提高了降解率. 在最佳条件下,在120分钟内观察到多种抗生素的几乎完全消除.
结论:
- 合成 Sol-gel 的 TiO2 是一种有效的光催化剂,可在水溶液中降解多种抗生素.
- 优化的合成和反应条件,包括硫酸盐共催化和性pH值,大大提高了降解效率.
- 基和超氧化基是主要的活性物种,每个抗生素都有特定的降解途径,这表明大规模废水处理应用的潜力.
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