[发明专利]一种光催化降解抗生素的方法

说明书

本发明“一种光催化降解抗生素的方法”，属于抗生素废水吸附以及光催化处理领域。所述方法采用异质结二氧化钛复合光催化剂处理抗生素；所述异质结二氧化钛复合光催化剂为钛金属有机骨架煅烧后形成的碳掺杂的异质结结构的二氧化钛；所述异质结结构的二氧化钛同时具有锐钛矿晶型和金红石晶型。本发明提供的方法具有操作方便，设备简单，吸附性能好，污染物光催化降解效率高等优点。

技术领域

本发明属于抗生素废水吸附以及光催化处理领域，具体涉及一种光催化降解抗生素的方法。

背景技术

随着工农业的发展，大量的抗生素废水排放至水环境中，这些废水在污染水环境的同时也严重危害人类健康。世界卫生组织的数据表明，世界上超过40％的人口面临缺水问题。人口的快速增长以及经济的迅猛发展使得人类对对水资源的需求日益增加。水污染的治理问题也是世界性的难题。其中，抗生素废水作为难降解废水，一直是研究的热点。传统处理工艺普遍存在成本高、反应慢、易造成二次污染、低浓度废水处理难等缺点，其中，吸附和光催化降解技术具有易操作、低成本、高效率、不产生二次污染的优点，在降解污染物方面极具潜力。值得注意的是，吸附技术并不能完全“消除”污染物，而光催化技术可以降解污染物而不产生二次污染物。将吸附和光催化技术整合一起，利用光催化吸附剂吸附并光催化降解环境中的污染物作为一种环境友好，高效低成本的技术受到了广泛的关注。

二氧化钛(TiO₂)是一种具有可见光响应的光催化材料，自其问世就受到人们的广泛关注。由于氮化碳具有优异的化学稳定性和独特的电子能带结构，而且还具有无毒、不含金属组分和对可见光响应等优点，它被广泛地应用于光催化过程，如光催化水裂解、选择性光有机合成以及空气或水中有机污染物的消除等方面。但是纯相二氧化钛的能隙约为3.2eV，只能利用360nm以下的太阳光，且产物为密实块体颗粒，存在比表面积低、光生载流子分离能力较弱、光催化活性差等问题，限制了材料的应用范围。目前，已有研究采用钛金属有机框架煅烧等方法得到衍生物异质结的二氧化钛，从而提高其光催化性能。MOF衍生材料一定程度上可以实现均匀可控均匀掺杂，使得MOF衍生材料比同类无机材料具有更优异的性能。近来报道的MOF衍生获得碳纳米管、石墨烯以及单原子催化剂材料使得MOF衍生材料获得了更多的关注。其中，煅烧过程中的元素掺杂也是一种切实可行地设计高量子效率二氧化钛基光催化材料的重要方法，对扩大二氧化钛材料的应用范围具有重大意义。

因此发明专利申请202010071814X提供了一种碳掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法，其包括以下步骤：步骤1：将有机配体与钛源溶于有机溶剂中进行加热，得到钛基金属有机骨架材料；步骤2：将所述钛基金属有机骨架材料进行煅烧，得到碳掺杂二氧化钛光催化剂。，所述有机配体为对苯二甲酸、2,5-二羟基对苯二甲酸或2-甲基对苯二甲酸。

但上述现有技术存合成的碳掺杂的二氧化钛为二氧化钛被碳基材料包覆的形态从而导致催化范围受限、不具备抗生素催化修复活性等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种利用钛金属有机框架衍生得到的碳掺杂的二氧化钛光催化降解水体中抗生素的方法，不仅处理工艺简单、操作方便、成本低，而且去除效果好、重复利用率高、清洁无污染，是一种可以被广泛采用、能够高效去除水体中抗生素的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种光催化降解抗生素的方法，其特征在于，采用异质结二氧化钛复合光催化剂处理抗生素；所述异质结二氧化钛复合光催化剂为钛金属有机骨架煅烧后形成的碳掺杂的异质结结构的二氧化钛；所述异质结结构的二氧化钛同时具有锐钛矿晶型和金红石晶型。