一种可见光光催化剂降解畜禽废水中抗生素的方法技术

一种MoS2/g‑C3N4可见光光催化剂降解畜禽废水中抗生素的方法：1)将含抗生素的畜禽废水的pH值调节至5‑7；2)在畜禽废水中加入MoS2/g‑C3N4，可见光照射下进行反应；3)光照处理后调节废水的pH值至7‑8排放。本发明专利技术还公开了一种MoS2/g‑C3N4可见光光催化剂。本发明专利技术利用了MoS2/g‑C3N4可见光光催化产生电子‑空穴对的性能，电子与溶解氧反应产生的·O2

A method of degradation of antibiotics in livestock wastewater by visible light photocatalyst

A method of degradation of antibiotics in livestock wastewater by MoS2/g_C3N4 visible-light photocatalyst is described. 1) pH value of livestock wastewater containing antibiotics is adjusted to 5_7; 2) MoS2/g_C3N4 is added to livestock wastewater to react under visible light irradiation; 3) pH value of wastewater is adjusted to 7_8 after irradiation. The invention also discloses a MoS2/g_C3N4 visible light photocatalyst. The present invention utilizes the performance of MoS2/g_C3N4 visible light photocatalysis to produce electron-hole pairs, and O 2 produced by the reaction of electrons and dissolved oxygen.

【技术实现步骤摘要】
一种可见光光催化剂降解畜禽废水中抗生素的方法
本专利技术属于废水处理
，具体地说，涉及一种MoS2/g-C3N4可见光光催化剂降解畜禽废水中难降解抗生素的方法。
技术介绍
抗生素自发现以来，被广泛应用于人类医疗、动物疾病控制和预防中，但是使用后，进入环境中的抗生素对生态系统和人类健康的负面影响引起了人们的极大关注。中国目前是世界上抗生素生产量和应用量最大的国家。研究发现，抗生素摄入后除少部分残留在体内，85％以上以原药和代谢产物的形式经由病人与动物的粪尿排出体外，通过污水处理厂、动物粪便施用等途径进入生态环境。规模化畜禽养殖场粪便(包括污水)中的兽用抗生素是环境中抗生素的重要来源。现有的养殖废水处理程序对相当一部分抗生素没有明显的去除效果，进入水体中的抗生素成为水资源重复利用的一个巨大挑战。在美国的30个州的139条河流中检测到四环素、磺胺类、林可霉素等21种抗生素，其中27％被检出含有兽用抗生素，含量高达0.7μg/L。姜蕾等在长江三角洲养猪场废水中检测出五种磺胺类抗生素(浓度低于5μg/L)和3种四环素类抗生素(浓度为30.05-100.75μg/L)。抗生素不同于农药和其他有机物，尽管它在环境中的浓度较低，但其对环境生态的威胁是巨大的。我国的抗生素滥用情况非常严重，但是对于包含抗生素污水的处理面临着许多困难，特别是一些市政管道建设不够完善的农村偏远地区。因此急需开发环境水体中抗生素的去除技术研究，以实现水资源的重复利用及对生态环境的保护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种MoS2/g-C3N4可见光光催化降解畜禽废水中抗生素的方法。为实现上述目的，本专利技术提供的MoS2/g-C3N4可见光光催化降解畜禽废水中抗生素的方法：(1)将含抗生素的畜禽废水的pH值调节至5-7；(2)在畜禽废水中加入MoS2/g-C3N4，可见光照射下进行反应；(3)光照处理后调节废水的pH值至7-8排放。所述的方法，其中，步骤1中的含抗生素畜禽废水是经生物降解后的畜禽废水，畜禽废水的化学需氧量≤400mg/L。所述的方法，其中，步骤2中MoS2/g-C3N4加入量为1.0-2.5g/L。所述的方法，其中，可见光为氙灯。所述的方法，其中，MoS2/g-C3N4可见光光催化剂由多孔片状的g-C3N4和光滑片状堆叠的MoS2组成，通过下述方法得到：1)将氮化碳前驱体煅烧，即得到g-C3N4；2)将g-C3N4投入醇类溶剂中，搅拌均匀，得到浑浊液A；3)将MoS2分散于上述溶液A中，并搅拌均匀，然后将该溶液磁力搅拌一段时间，得到溶液B；4)将混合均匀的溶液B转入坩埚中，加热烘干；5)将坩埚中烘干后的固体加热升温反应，即得到MoS2/g-C3N4可见光光催化剂。本专利技术的效果是：由于MoS2/g-C3N4光催化性能较好，可以无选择性将难降解有机物最终降解为CO2和H2O。尤其是畜禽废水中难降解的抗生素类物质，对其有很好的降解效果。是一种很有前途的水处理技术。附图说明图1为本专利技术的光催化剂在黑暗和光照条件下的电子顺磁共振(ESR)图，在光照条件下出现了超氧自由基(·O2-)特征峰，证明降解过程产生的自由基为超氧自由基(·O2-)。图2为畜禽废水中四环素的自降解和在不同MoS2/g-C3N4光催化剂投加量下的四环素降解效果比较图。图3为光催化剂对畜禽废水中四环素在不同pH下的降解效果比较图。具体实施方式本专利技术提供了一种MoS2/g-C3N4可见光光催化剂，该光催化剂可以用于降解畜禽废水中抗生素，可有效解决畜禽废水中难以生物降解的抗生素的问题。本专利技术的MoS2/g-C3N4可见光光催化剂的制备方法，采用如下步骤：(1)将氮化碳前驱体放入马弗炉中在高温下煅烧一定时间，即得到g-C3N4；(2)称取g-C3N4投入乙醇溶剂中，搅拌均匀，得到浑浊液A；(3)称取MoS2分散于上述溶液A中，并搅拌均匀，然后将该溶液磁力搅拌一段时间，得到溶液B；(4)将混合均匀的溶液B转入坩埚中，加热烘干；(5)将坩埚中烘干后的固体放入马弗炉中，加热升温反应，即得到MoS2/g-C3N4光催化剂。在本专利技术的所述制备方法中，步骤(1)中的氮化碳前驱体例如可为尿素、三聚氰胺、双氰胺、硫脲等中的任何一种或任何多种的混合物，优选为尿素。在本专利技术的所述制备方法中，步骤(1)中的反应温度为500-600℃，例如可为500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或600℃。在本专利技术的所述制备方法中，步骤(1)中的所述反应时间为2-5h，例如可为2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h。在本专利技术的所述制备方法中，步骤(1)中的所述醇类溶剂为乙醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇中的任意一种或多种的混合物。在本专利技术的所述制备方法中，所述氮化碳(g-C3N4)与醇溶剂的质量体积比为1:40-60g/mL，即每克氮化碳(g-C3N4)使用20-40毫升(mL)醇类溶剂，非限定性地可为1:40g/mL、1:41g/mL、1:42g/mL、1:43g/mL、1:44g/mL、1:45g/mL、1:46g/mL、1:47g/mL、1:48g/mL、1:49g/mL、1:50g/mL、1:51g/mL、1:52g/mL、1:53g/mL、1:54g/mL、1:55g/mL、1:56g/mL、1:57g/mL、1:58g/mL、1:59g/mL或1:60g/mL。在本专利技术的所述制备方法中，所述MoS2与氮化碳(g-C3N4)的质量比为1:50-200，例如可为1:50、1:60、1:70、1:80、1:90、1:100、1:110、1:120、1:130、1:140、1:150、1:160、1:170、1:180、1:190或1:200。在本专利技术的所述制备方法中，所述步骤(3)中磁力搅拌的时间为60-90min，例如可为60min、65min、70min、75min、80min、85min或90min。在本专利技术的所述制备方法中，所述步骤(4)中的反应温度为80-100℃，例如可为80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。在本专利技术的所述制备方法中，所述步骤(4)中的反应时间为2-4h，例如可为2h、2.5h、3h、3.5h或4h。在本专利技术的所述制备方法中，所述步骤(5)中的煅烧温度为350-450℃，例如可为350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃或450℃。在本专利技术的所述制备方法中，所述步骤(5)中的煅烧时间为2-4h，例如可为2h、2.5h、3h、3.5h或4h。本专利技术利用上述方法制备的MoS2/g-C3N4可见光光催化降解畜禽废水中抗生素的方法，包括以下步骤：(1)将生物降解后的含抗生素畜禽废水引入反应器中并将畜禽废水的pH值(用HCl或H2SO4)调节至5-7；(2)所述畜禽废水的化学需氧量(COD)≤400mg/L；(3)在所述反应器的畜禽废水中加入MoS2/g-C3N41.0-2.5g/L，优选1.0g/L；将所述废水在反应器内停留0.5-2h，优选2h；(4)打开设置在反应器上的氙灯，所诉氙灯的光照强度为300W，光照时间为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MoS2/g‑C3N4可见光光催化降解畜禽废水中抗生素的方法：(1)将含抗生素的畜禽废水的pH值调节至5‑7；(2)在畜禽废水中加入MoS2/g‑C3N4，可见光照射下进行反应；(3)光照处理后调节废水的pH值至7‑8排放。

【技术特征摘要】
1.一种MoS2/g-C3N4可见光光催化降解畜禽废水中抗生素的方法：(1)将含抗生素的畜禽废水的pH值调节至5-7；(2)在畜禽废水中加入MoS2/g-C3N4，可见光照射下进行反应；(3)光照处理后调节废水的pH值至7-8排放。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1中的含抗生素畜禽废水是经生物降解后的畜禽废水，畜禽废水的化学需氧量≤400mg/L。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2中MoS2/g-C3N4加入量为1.0-2.5g/L。4.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏训峰，刘阳，高生旺，王丽君，香宝，朱建超，梁兰兰，程成，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11