Undersøgelse afslører ny vej til hurtig, effektiv fjernelse af mikroforurenende stoffer i vand

For nylig, forskerholdet ledet af prof. Kong Lingtao fra Institute of Solid State Physics, Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) fremstillede en højaktiv enkelt jernatomkatalysator (Fe-ISAs@CN), som kan aktivere HNO ₂ at generere frie radikaler, opnå hurtig fjernelse af sulfadiazinforurenende stoffer i vandige opløsninger. De relevante resultater blev offentliggjort i Journal of Colloid and Interface Science .

Sulfadiazin (SDZ), en slags syntetisk sulfadiazin-antibiotikum, er meget udbredt i kliniske og dyreholdsindustrier. Imidlertid, på grund af dets store brug og ukvalificerede udledning af spildevand, flere og flere antibiotikarester påvises i vandmiljøet. Disse antibiotika er stadig meget giftige i meget lave koncentrationer. På grund af den stabile kemiske struktur af sulfadiazin, det er svært at løse det resterende problem med konventionel procesteknologi.

I denne forskning, forskere syntetiserede Fe(acac) ₃ @ZIF8 precursor ved hjælp af en solvotermisk metode, og derefter kalcineret ved en høj temperatur på 930 grader Celsius for at fremstille en dodekaedrisk Fe-ISAs@CN-katalysator med ensartet morfologi og god dispersion. Dens ru overflade og hule struktur giver et stort specifikt overfladeareal og blotlægger et stort antal adsorptionssteder.

Resultaterne af nedbrydningseksperimenter viste, at 0,1 g/L Fe-ISAs@CN kunne fjerne 91 % af 20 mg/L SDZ inden for 60 minutter under sure pH-forhold.

"Vi undersøgte mekanismen, og fandt ud af, at de aktive steder hurtigt kunne aktivere HNO ₂ på kort tid, " sagde Yang Wu, førende videnskabsmand i forskningen, "Det producerede et stort antal aktive stoffer med stærkere oxiderende energi, og adsorptionsstedet kunne adsorbere SDZ for at hjælpe nedbrydningsprocessen."

Resultatet beviste den hurtige nedbrydning af sulfadiazin i det begrænsede område. Kombineret med LC-MS data, de foreslog de mulige nedbrydningsveje. Efter fem cyklusser, fjernelseshastigheden af ​​sulfadiazin var stadig større end 80 %, og tabet af jern i katalysatoren var ret lille, indikerer god stabilitet af materialet.

Dette arbejde bryder igennem den traditionelle Fentons strenge pH-begrænsninger og giver nye ideer til hurtig og dyb fjernelse af mikroforurenende stoffer i vand med nanomaterialer.