[发明专利]二硫化钼纳米片及其制备方法、应用以及电化学还原降解卤代抗生素的方法

说明书

本发明提供了一种二硫化钼纳米片及其制备方法、应用以及电化学还原降解卤代抗生素的方法。本发明合成薄层二硫化钼纳米片作为电化学还原中的阴极催化剂，能够高效去除水环境中难降解的卤代抗生素，显著降解抗生素在水环境中的累积，为有效阻断耐药基因传递提供了经济高效的适用方法，具有广泛的应用前景。实验结果表明，以本发明合成的薄层二硫化钼纳米片作为电化学还原中的阴极材料，在4个小时内可有效降解污水中的卤代抗生素。

技术领域

本发明涉及水污染控制领域，特别涉及二硫化钼纳米片及其制备方法、应用以及电化学还原降解卤代抗生素的方法。

背景技术

抗生素的过度使用已对水生环境和人类健康造成严重威胁。特别是卤代抗生素，占我国抗生素使用总量的近40％，其中氯代抗生素，包括氟苯尼考和氯霉素等是在兽医学中被广泛用于治疗各种感染的广谱抗菌药物，很容易在水生和沉积环境中不断积累，由于其环境持久性和严重的生物毒性引起了公众的关注和担忧。然而，通过传统的水处理方法如吸附、催化氧化、生物降解、芬顿反应、光催化降解、生物降解等很难实现对这些特殊难降解污染物的有效去除，并且，这些技术效率低，能源消耗大，会产生有毒副产物。因此，发展高效且环境友好的降解技术方法来处理这些污染物至关重要。

电化学还原是一种环境友好且低成本的卤代抗生素降解技术，它维护要求低，不产生二次污染，可以有效地脱除在卤化抗生素的抗菌活性中起重要作用的卤素原子。电化学还原的降解效率主要取决于阴极催化剂的选择，以钯为代表的贵金属因能催化形成具有强还原能力的表面吸附原子氢(H*)被认为是理想的电化学脱氯催化剂，但是贵金属催化剂高成本和稀缺性，限制了其在水处理降解污染物领域的广泛应用。因此，开发低成本、非贵金属的电化学还原阴极是一种理想的发展方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种二硫化钼纳米片及其制备方法、应用以及电化学还原降解卤代抗生素的方法。本发明制备的二硫化钼纳米片或提供的电化学还原降解卤代抗生素的方法能够有效降解污水中的卤代抗生素，且成本低。

本发明提供了一种二硫化钼纳米片的制备方法，包括以下步骤：

a)将钼酸铵四水合物、硫脲与水混合，得到混合液；

b)对所述混合液升温反应，形成二硫化钼纳米片。

优选的，所述钼酸铵四水合物与硫脲的摩尔比为1∶14。

优选的，所述升温反应的温度为200～220℃，时间为18～24h。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的制备方法制得的二硫化钼纳米片。

本发明还提供了上述技术方案中所述的二硫化钼纳米片作为电化学还原降解卤代抗生素的阴极催化剂的应用。

本发明还提供了一种电化学还原降解卤代抗生素的方法，包括：

以含有阴极催化剂的电极为工作电极，以含卤代抗生素的液体为电解液，在三电极体系中进行电化学还原，降解卤代抗生素；

所述阴极催化剂为上述技术方案中所述的二硫化钼纳米片。

优选的，所述电化学还原在恒电位条件下进行；

所述电化学还原的电位为-0.8V～-1.4V。

优选的，所述工作电极通过以下方式获得：

S1、将阴极催化剂、Nafion溶液、有机溶剂和水混合，得到混合液；

S2、将所述混合液涂覆在电极基底上并干燥，得到工作电极。

优选的，所述混合液中，阴极催化剂的浓度为6～15mg/mL；

所述阴极催化剂在电极基底上的分布量为2～5mg/cm²；