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《铁氧化物催化类fenton反应降解抗生素磺胺的研究-农业环境科学学报》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、纳米铁氧化物催化类Fenton反应降解抗生素磺胺裴欢1,毛飞1,司友斌收稿日期:基金项目:国家自然科学基金(41171254,41471405)作者简介:裴欢(1988-),女,硕士研究生,主要研究方向为环境污染化学。E-mail:peihuan1989@163.com*通讯作者:司友斌,E-mail:youbinsi@ahau.edu.cn,*(安徽农业大学资源与环境学院,合肥230036)摘要:采用纳米铁矿物(赤铁矿α-Fe2O3、磁赤铁矿γ-Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、水铁矿Fe5HO8·4H2O)为催化剂与H2O2构成
2、类Fenton反应,进行抗生素磺胺的氧化降解研究,并考察磺胺初始浓度、铁氧化物投加量、H2O2浓度、溶液pH等对磺胺的氧化降解过程影响。结果表明,磺胺初始浓度2mg·L-1、赤铁矿投加量1g·L-1、H2O2浓度30ml·L-1、溶液pH3.6和温度25℃条件下,反应72h后磺胺的降解率为99.27%。利用LC-MS进行产物分析,表明铁氧化物催化类Fenton反应降解磺胺主要是催化氧化反应,磺胺分子结构中的对位氨基被氧化成硝基。关键词:铁氧化物;类Fenton反应;磺胺;降解DegradationoftheAntibioticS
3、ulfanilamideinAqueousSolutionviaaHeterogeneousFenton-likeReactionCatalyzedbyNano-sizedIronOxidesPEIHuan1,MAOFei1,SIYou-bin1,*(SchoolofResourcesandEnvironmentScience,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036,China)Abstract:Thedegradationofantibioticsulfanilamidebyaheter
4、ogeneousFenton-likereactionwasinvestigatedusingdifferentnano-sizedironoxides(hematite,maghemite,magnetite,ferrihydrite)ascatalystandhydrogenperoxideasoxidationagent.Theinfluencesofinitialsulfanilamideconcentration,theamountofcatalyst,H2O2dosage,andinitialpHvaluewerea
5、ssessedintheFenton-likereactioncatalyzedbynaturalironoxides.Theresultsshowedthatattheoptimalreactionconditionswithinitialsulfanilamideconcentrationof2mg·L-1thecatalystamountof1g·L-1,H2O2dosageof30ml·L-1,andtheinitialreactionpHof3.6thedegradationrateofsulfanilamidecou
6、ldreach99.27%atreactiontimeof72h.ThedegradationproductsofsulfanilamidebytheFenton-likereactionwereanalyzedbyLC-MS,whichsuggestedthatthedegradationofsulfanilamidewasmainlycatalyticoxidationreaction,andthegroupof–NH2inthemolecularstructureofsulfanilamidewasoxidizedtoth
7、e–NO2.Keywords:ironoxides;heterogeneousFenton-likereaction;sulfanilamide;degradation磺胺类抗生素是我国生产和使用最多的抗生素之一,是人工合成的一类抗菌药物,包括磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺二甲基嘧啶等,其分子结构包含对氨基苯磺酰胺[1]。磺胺类药物被广泛应用于临床、畜牧业及水产养殖业等[2]。该类药物使用后,大部分以原型或者代谢物的形式进入到环境,使水体中能够检测到它们的残留[3-5]。水体中残留水平最高值可达0.1~5.0µg·L-1,其中磺胺甲
8、恶唑、磺胺二甲基嘧啶等检测频率较高[6]。Yang等人[7]研究了15种抗生素在珠江中的存在情况,结果表明磺胺甲恶唑的检出率高达100%,枯水期浓度1.4~157ng·L-1;类似的,辽河和海河流域分别检测到浓度高达173和211ng·L-1的磺胺甲恶唑[8-9