Onderzoek onthult een nieuwe route voor snelle, efficiënte verwijdering van microverontreinigingen in water

Onlangs heeft het onderzoeksteam onder leiding van prof.Kong Lingtao van het Institute of Solid State Physics, Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) een zeer actieve katalysator met een enkel ijzeratoom (Fe-ISAs @ CN) gemaakt die HNO kan activeren.₂ om vrije radicalen te genereren, waardoor een snelle verwijdering van sulfadiazineverontreinigingen in waterige oplossingen wordt bereikt. De relevante resultaten zijn gepubliceerd in het Journal of Colloid and Interface Science.

Sulfadiazine (SDZ), een soort synthetisch sulfadiazine-antibioticum, wordt veel gebruikt in de klinische industrie en in de veehouderij. Door het grootschalige gebruik en de ongekwalificeerde lozing van afvalwater worden echter steeds meer antibioticaresiduen in het watermilieu aangetroffen. Deze antibiotica zijn bij zeer lage concentraties nog zeer giftig. Vanwege de stabiele chemische structuur van sulfadiazine is het moeilijk om het resterende probleem op te lossen met conventionele verwerkingstechnologie.

In dit onderzoek hebben onderzoekers de Fe (acac)₃@ ZIF8-precursor met behulp van een solvothermische methode, en vervolgens gecalcineerd bij een hoge temperatuur van 930 graden Celsius om een ​​dodecaëdrische Fe-ISAs @ CN-katalysator te bereiden met uniforme morfologie en goede dispersie. Het ruwe oppervlak en de holle structuur zorgen voor een groot specifiek oppervlak en stellen een groot aantal adsorptieplaatsen bloot.

De resultaten van degradatie-experimenten toonden aan dat 0,1 g / l Fe-ISA’s @ CN 91% van 20 mg / l SDZ binnen 60 minuten onder zure pH-omstandigheden kon verwijderen.

“We keken naar het mechanisme en ontdekten dat die actieve sites HNO snel konden activeren₂ in korte tijd “, zei Yang Wu, vooraanstaand wetenschapper van het onderzoek,” produceerde het een groot aantal actieve stoffen met sterkere oxiderende energie, en de adsorptieplaats kon SDZ adsorberen om het afbraakproces te ondersteunen. “

Het resultaat bewees de snelle afbraak van sulfadiazine in het beperkte bereik. In combinatie met de LC-MS-gegevens stelden ze de mogelijke afbraakroutes voor. Na vijf cycli was de verwijderingssnelheid van sulfadiazine nog steeds groter dan 80%, en het verlies aan ijzer in de katalysator was tamelijk klein, hetgeen duidt op een goede stabiliteit van het materiaal.

Dit werk doorbreekt de traditionele strenge pH-beperkingen van Fenton en levert nieuwe ideeën op voor de snelle en diepe verwijdering van microverontreinigingen in water door nanomaterialen.