水中抗生素的快速降解研究獲新進展

近期，中國科學院合肥物質科學研究院智能機械研究所納米材料與環境檢測研究室研究員孔令濤團隊設計出一種新穎的還原型雜多藍催化劑用於異相類Fenton氧化體系，實現了在寬pH範圍內對高濃度抗生素的快速降解。相關成果已發表在環境科學期刊Journal of Environmental Management上。

四環素和孔雀石綠作為生物醫藥和水產養殖中常見的抗生素類藥物，在參與生命代謝過程後仍有絕大部分以次級代謝產物甚至原態形式排入環境中。其難降解、難去除；高殘留、高危害的特點對水體環境和水生生物造成潛在的威脅。Fenton技術是一種高級氧化水處理技術，其產生的強氧化性羥基自由基可以實現對有機物的高效降解。然而由於常規的Fenton反應需要在強酸條件下才能發揮作用，使得其在實際應用中受到了限制。

研究人員通過調研和實驗發現，多元金屬氧酸鹽由於其高電子密度和金屬-氧簇陰離子結構而被廣泛應用於催化、能源等領域。雜多藍是一類低價態的鉬、鎢等過渡金屬氧酸鹽，因其價態的混合而具有可變氧化態、導電性、光敏性等理化性質。基於上述理論，研究人員通過技術攻關，成功製備出一種線球狀雜多藍催化劑Mg2Ti6Mo23O119SiW12，將其運用到異相類Fenton體系當中，在寬pH範圍實現對抗生素的高效降解。這項研究擴展了異相Fenton催化劑的種類，討論了其可能的催化降解機制，優化了反應實驗參數，並初步分析了其可能的光催化性質，為後續的實驗研究提供了基礎。

該研究工作得到中科院重點部署項目和安徽省科技重大專項等的資助。

圖1. 不同反應體系對目標污染物的降解效率和礦化程度比較。

來源：中國科學院合肥物質科學研究院

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