近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所納米材料與環(huán)境檢測研究室研究員孔令濤團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種新穎的還原型雜多藍(lán)催化劑用于異相類Fenton氧化體系，實(shí)現(xiàn)了在寬pH范圍內(nèi)對(duì)高濃度抗生素的快速降解。相關(guān)成果已發(fā)表在環(huán)境科學(xué)期刊JournalofEnvironmentalManagement上。
四環(huán)素和孔雀石綠作為生物醫(yī)藥和水產(chǎn)養(yǎng)殖中常見的抗生素類藥物，在參與生命代謝過程后仍有絕大部分以次級(jí)代謝產(chǎn)物甚至原態(tài)形式排入環(huán)境中。其難降解、難去除；高殘留、高危害的特點(diǎn)對(duì)水體環(huán)境和水生生物造成潛在的威脅。Fenton技術(shù)是一種高級(jí)氧化水處理技術(shù)，其產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性羥基自由基可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的高效降解。然而由于常規(guī)的Fenton反應(yīng)需要在強(qiáng)酸條件下才能發(fā)揮作用，使得其在實(shí)際應(yīng)用中受到了限制。
研究人員通過調(diào)研和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多元金屬氧酸鹽由于其高電子密度和金屬-氧簇陰離子結(jié)構(gòu)而被廣泛應(yīng)用于催化、能源等領(lǐng)域。雜多藍(lán)是一類低價(jià)態(tài)的鉬、鎢等過渡金屬氧酸鹽，因其價(jià)態(tài)的混合而具有可變氧化態(tài)、導(dǎo)電性、光敏性等理化性質(zhì)?；谏鲜隼碚摚芯咳藛T通過技術(shù)攻關(guān)，成功制備出一種線球狀雜多藍(lán)催化劑Mg2Ti6Mo23O119SiW12，將其運(yùn)用到異相類Fenton體系當(dāng)中，在寬pH范圍實(shí)現(xiàn)對(duì)抗生素的高效降解。這項(xiàng)研究擴(kuò)展了異相Fenton催化劑的種類，討論了其可能的催化降解機(jī)制，優(yōu)化了反應(yīng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并初步分析了其可能的光催化性質(zhì)，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究提供了基礎(chǔ)。
該研究工作得到中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目和安徽省科技重大專項(xiàng)等的資助。
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圖1. 不同反應(yīng)體系對(duì)目標(biāo)污染物的降解效率和礦化程度比較。
圖2. 降解機(jī)理示意圖
