[发明专利]一种铁/铜双金属氧化物降解四环素的方法

说明书

本发明公开了一种铁/铜双金属氧化物降解四环素的方法，采用铁/铜双金属氧化物活化过一硫酸盐生成硫酸根自由基，铁铜双金属非均相氧化物为氧化铜与三氧化二铁的颗粒复合物，表面具有大量孔隙和裂缝，在催化活化过程中，过一硫酸盐与铁铜双金属氧化催化剂表面的Fe(III)/Fe(II)和Cu(II)/Cu(I)耦合生成的硫酸根自由基，对四环素进行降解，降解过程简单，降解效率高。

技术领域

本发明属于化工及环保工程技术领域，具体涉及一种铁/铜双金属氧化物及降解四环素的方法。

背景技术

近年来，环境中四环素类抗生素及其抗性基因对水环境的污染受到人们的广泛关注。四环素类抗生素(Tetracyclines，TCs)是由放线菌产生的一类广谱抗生素，其价格低廉，是目前世界上使用最广泛、用量最大的抗生素种类之一。在过去数十年中，四环素类抗生素作为人、兽用药和饲料添加剂被大量使用，这也导致了环境污染化合物的增加。有研究数据表明四环素不能被生物体完全吸收，大约有90％的四环素以活性代谢产物的形式通过动物或人类排泄物释放到环境中，包括地表水、地下水、土壤等。相关技术中，采用常规生物法四环素进行处理，但是不能完全有效地去除四环素。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种铁/铜双金属氧化物高效降解四环素的方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种铁/铜双金属氧化物降解四环素的方法，具体包括以下步骤：

(1)制备铁/铜双金属氧化物；

(2)取适量的四环素溶液和过一硫酸盐溶液混合均匀，并调节溶液pH值为中性；

(3)向上述混合溶液中加入适量的铁/铜双金属氧化物，并进行搅拌；

(4)取搅拌过程中的溶液，加入淬灭剂后测定四环素的浓度，直至四环素完全降解后停止搅拌。

优选地，所述铁/铜双金属氧化物活化过一硫酸盐15min降解四环素的降解率≥94％。

优选地，所述步骤(4)中，所述淬灭剂为甲醇。

优选地，所述步骤(1)中，所述铁/铜双金属氧化物的制备方法包括以下步骤：

(1-1)取适量的草酸溶于水中得到草酸溶液，并在恒温下加热搅拌；

(1-2)取适量的FeSO₄溶液与CuSO₄溶液混合均匀，并将得到的混合溶液逐滴加入所述草酸溶液中直至完全反应生成黄绿色沉淀；

(1-3)将所述沉淀冷却，采用水相滤膜进行真空抽滤，并采用去离子水对沉淀进行洗涤，抽滤洗涤后的沉淀置于烘箱中干燥；

(1-4)将干燥后的沉淀在400±1℃下煅烧，得到铁/铜双金属氧化物。

优选地，所述步骤(1-1)中，恒温加热的温度为60±1℃。

优选地，所述步骤(1-2)中，Fe²⁺、Cu²⁺与C₂O₄^2-的摩尔比为2:1:3～5。

优选地，所述步骤(1-3)中，干燥温度为50～70℃，时间为12～24h。

优选地，所述步骤(1-4)中，得到的铁/铜双金属氧化物为CuO和Fe₂O₃的多孔颗粒非均相复合物；其孔隙大小为2～60nm，其孔径为5.9nm的孔隙最多；其BET比表面积和孔隙体积分别149.7039m²/g和0.259cm³/g。