可見(jiàn)光下BiOI催化降解磺胺二甲氧嘧啶和磺胺嘧啶鈉的研究.pdf

1、近年來(lái)，抗生素對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境的影響已引起社會(huì)廣泛關(guān)注。光催化降解抗生素具有很好的應(yīng)用前景。本文研究了可見(jiàn)光下利用BiOI催化降解磺胺類(lèi)兩種抗生素。
　　本文介紹兩種催化劑BiOI和Bi7O9I3的合成和表征。其次，模擬太陽(yáng)光照射下，用BiOI催化降解磺胺二甲氧嘧啶(SDM)，并研究BiOI對(duì)SDM的吸附和光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，考察了助氧化劑H2O2、初始SDM濃度和BiOI濃度對(duì)催化降解效果的影響，通過(guò)測(cè)定反應(yīng)溶液前后的COD和

2、生成的離子濃度變化推測(cè)出可能的降解機(jī)理。直接利用太陽(yáng)光照射，自然條件下利用Bi7O9I3催化降解磺胺嘧啶鈉(SD-Na)，并研究Bi7O9I3對(duì)SD-Na的吸附和光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，測(cè)定春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)光照強(qiáng)度并考察其對(duì)催化降解效果的影響，通過(guò)測(cè)定反應(yīng)溶液的COD和離子濃度的變化推測(cè)出可能的降解機(jī)理。具體內(nèi)容如下:
　　(1)以Bi(NO3)3·5H2O為Bi源，KI為I源。以聚乙烯吡咯烷酮(MW=58000)為溶劑時(shí)，在常溫

3、條件下合成的是BiOI。以乙二醇為溶劑時(shí)，采用多元醇法合成的是Bi7O9I3。兩種催化劑分別采用紫外-可見(jiàn)漫反射、掃描電鏡、透射電鏡、X-射線(xiàn)晶體衍射、X-射線(xiàn)光電子能譜對(duì)其進(jìn)行表征。結(jié)果表明:BiOI是由約1-2μm左右大小的球組成，這些微球容易堆積形成球垛。Bi7O9I3是由厚度約1μm長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)組成。BiOI的最大吸收波長(zhǎng)約為700nm，禁帶寬度為1.77eV，較TiO2P25發(fā)生紅移。Bi7O9I3的最大吸收波長(zhǎng)約為617nm，

4、禁帶寬度為2.01eV，吸收波長(zhǎng)介于TiO2P25和BiOI之間。
　　(2)以350W氙燈作為模擬太陽(yáng)光源，添加助氧化劑H2O2條件下，用BiOI催化降解SDM。研究結(jié)果表明:BiOI對(duì)SDM的吸附符合Langmuir模型，相關(guān)性系數(shù)是0.96。BiOI最佳濃度為1g·L-1、H2O2最佳濃度為50mg·L-1和初始SDM濃度為10mg·L-1時(shí)，降解效率最高，達(dá)到96％，COD去除率最高達(dá)到88％。降解動(dòng)力學(xué)屬于準(zhǔn)二級(jí)模型。S

5、DM分子中有機(jī)S和有機(jī)N降解后形成SO42-和NO3-，但N原子氧化降解不完全，降解后的溶液含有小部分含氮有機(jī)物。
　　(3)利用太陽(yáng)光照射，自然條件下用Bi7O9I3催化降解SD-Na。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Bi7O9I3對(duì)SD-Na的吸附符合Langmuir模型，相關(guān)性系數(shù)是0.98。夏季氣候條件下，降解效果最好，達(dá)到82％。春、秋、冬三季的降解效率分別為69％、70％、60％。冬季光照強(qiáng)度低，添加H2O2可以提高冬季催化降解效果。添