一种强化高碘酸盐降解磺胺类抗生素的方法技术

本发明专利技术提供了一种强化高碘酸盐降解磺胺类抗生素的方法，属于有机污染物处理技术领域。本发明专利技术采用酸耦合过氧化氢强化高碘酸盐高级氧化降解体系，提高磺胺类抗生素的降解效率。本发明专利技术是在氢离子存在条件下，过氧化氢作为氧化剂、高碘酸盐(PI)活性激发剂，使得反应体系既可产生活性氧物质(包括单线态氧、羟基自由基等)，又可产生包括IO3˙

【技术实现步骤摘要】
一种强化高碘酸盐降解磺胺类抗生素的方法


[0001]本专利技术涉及水体或废水有机污染物处理
，特别涉及一种强化高碘酸盐降解磺胺类抗生素的方法。

技术介绍

[0002]我国是抗生素的生产和使用大国，其中，磺胺类抗生素为人工合成的抗菌药，用于临床已近50年，它具有抗菌谱较广、性质稳定、使用简便的优势。
[0003]由于我国抗生素的生产和使用量较高，来自医院、制药业、养殖业和畜牧业的污水中不可避免地会含有抗生素残留，这些抗生素的残留将会对水生生态系统和人类健康构成威胁。
[0004]目前，水体中抗生素类污染物的去除方法主要有物理膜处理法、吸附法和氧化法等。其中高级氧化工艺是去除水体中抗生素类污染物的有效的方法，其主要包括臭氧氧化法、芬顿法等。
[0005]臭氧氧化法是利用臭氧自身的强氧化能力，臭氧在不同的pH的条件下氧化机理不同，酸性条件下通过直接氧化，而在碱性条件下则是通过自由基间接氧化。羟基自由基是提高臭氧氧化性的重要物质，碱性条件或者加入适宜的H2O2可以诱导臭氧的氧化反应。
[0006]与臭氧氧化法原理类似，芬顿法是利用羟基自由基的强氧化性和低选择性，将大分子抗生素降解，具有工艺简单、条件温和等优点。Fenton试剂是Fe
2+
与H2O2的组合，酸性条件更适宜于Fenton试剂的氧化，但酸性过强时H2O2会与溶液中大量的H
+
结合反而不易产生羟基自由基；碱性条件下氢离子浓度较低，Fe
2+
不稳定则会被氧化为三价铁进生成氢氧化铁沉淀。
[0007]专利CN 113480073 A公开了一种利用高碘酸盐去除水中污染物的方法，其通过热激活高碘酸盐来去除水中有机污染物，有机污染物去除率达90％以上。
[0008]虽然臭氧氧化法、芬顿法、高碘酸盐处理法对于磺胺类抗生素均有一定的降解效果，但水体中磺胺类抗生素的降解效率还有待进一步提高，以彻底消除磺胺类抗生素的危害。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种强化高碘酸盐降解磺胺类抗生素的方法，本专利技术提供的方法对于磺胺类抗生素具有良好的降解效果。
[0010]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0011]本专利技术提供了一种强化高碘酸盐降解磺胺类抗生素的方法，包括以下步骤：
[0012]在含有磺胺类抗生素的水体中，加入酸、高碘酸盐和过氧化氢，进行氧化降解反应。
[0013]优选的，所述高碘酸盐在水体中的浓度为0.1～15mmol/L。
[0014]优选的，所述过氧化氢在水体中的浓度为0.1～15mmol/L。
[0015]优选的，所述高碘酸盐与过氧化氢的摩尔比为(0.1～15):1。
[0016]优选的，所述酸为盐酸、硫酸和磷酸中的一种或几种。
[0017]优选的，加入酸后含有磺胺类抗生素的水体的pH值为1～5。
[0018]优选的，所述含有磺胺类抗生素的水体中磺胺类抗生素的浓度为5μg/L～50mg/L。
[0019]优选的，所述氧化降解反应的温度为10～60℃，时间≤60min。
[0020]优选的，所述磺胺类抗生素为磺胺嘧啶、磺胺吡啶和磺胺甲噁唑中的一种或几种。
[0021]本专利技术提供了一种强化高碘酸盐降解磺胺类抗生素的方法，包括以下步骤：在含有磺胺类抗生素的水体中，加入酸、高碘酸盐和过氧化氢，进行氧化降解反应。在本专利技术中，过氧化氢既作为氧化剂，又作为高碘酸盐活性激发剂，PI/H2O2反应体系可以产生活性氧物质(包括单线态氧、羟基自由基等)，还可以产生包括IO3˙
和IO4˙
在内的活性碘物质，达到磺胺类抗生素的高效降解效果。实施例结果表明，采用本专利技术方法降解水体中磺胺类抗生素污染物，抗生素类污染物的降解率可达100％。相比于仅使用高碘酸盐降解磺胺类抗生素的体系，本专利技术采用酸耦合过氧化氢强化高碘酸盐高级氧化降解体系，能够显著提高磺胺类抗生素的降解效率。
附图说明
[0022]图1为PI/H2O2体系中PI与H2O2的添加量和比值对SPD降解率的影响；
[0023]图2为PI/H2O2体系中SPD浓度变化；
[0024]图3为反应结束时IO4‑
消耗量和IO3‑
生成量；
[0025]图4为反应结束时H2O2的C/C0和H2O2剩余量；
[0026]图5为反应前后pH值的变化；
[0027]图6为水体pH为1、3、5、7、9和11条件下的SPD降解情况；
[0028]图7为反应结束时IO4‑
消耗量和IO3‑
生成量；
[0029]图8为反应结束时H2O2的C/C0和H2O2剩余量；
[0030]图9为反应过程中的pH值的变化；
[0031]图10为不同初始SPD浓度条件对SPD降解率的影响；
[0032]图11为反应结束时IO4‑
消耗量和IO3‑
生成量；
[0033]图12为反应结束时H2O2的C/C0和H2O2剩余量；
[0034]图13为反应过程中的pH值的变化；
[0035]图14为水体pH＝11条件下氧化剂PI、H2O2、过硫酸盐、PI/H2O2对5mg/L的SPD的降解效果；
[0036]图15为水体pH＝3条件下氧化剂PI、H2O2、过硫酸盐、PI/H2O2对5mg/L的SPD的降解效果。
具体实施方式
[0037]本专利技术提供了一种强化高碘酸盐降解磺胺类抗生素的方法，包括以下步骤：
[0038]在含有磺胺类抗生素的水体中，加入酸、高碘酸盐和过氧化氢，进行氧化降解反应。
[0039]在本专利技术中，任意种类的磺胺类抗生素均能使用本专利技术的方法进行氧化降解。作
为本专利技术的具体实施例，所述磺胺类抗生素优选为磺胺嘧啶、磺胺吡啶和磺胺甲噁唑中的一种或几种。在本专利技术中，所述含有磺胺类抗生素的水体优选为地表水体、地下水、污水处理厂进水或污水处理厂处理后出水。在本专利技术中，所述含有磺胺类抗生素的水体中磺胺类抗生素的浓度优选为5μg/L～50mg/L，更优选为10～40mg/L，更优选为20～30mg/L。
[0040]在本专利技术中，所述高碘酸盐优选为高碘酸钠。在本专利技术中，所述高碘酸盐在水体中的浓度优选为0.1～15mmol/L，更优选为1～5mmol/L，进一步优选为2mmol/L。
[0041]在本专利技术中，所述过氧化氢在水体中的浓度优选为0.1～15mmol/L，更优选为1～5mmol/L，进一步优选为2mmol/L。在本专利技术中，所述高碘酸盐与过氧化氢的摩尔比优选为(0.1～15):1，更优选为(1～10):1，进一步优选1:1。
[0042]在本专利技术中，加入酸后含有磺胺类抗生素的水体的pH值优选为1～5。在本专利技术中，与过氧化氢耦合采用的酸优选为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或几种，更优选为盐酸。
[0043]本专利技术对所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化高碘酸盐降解磺胺类抗生素的方法，包括以下步骤：在含有磺胺类抗生素的水体中，加入酸、高碘酸盐和过氧化氢，进行氧化降解反应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碘酸盐在水体中的浓度为0.1～15mmol/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢在水体中的浓度为0.1～15mmol/L。4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述高碘酸盐与过氧化氢的摩尔比为(0.1～15):1。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘研萍，李新新，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：