石墨型碳化氮光催化降解磺胺异恶唑研究.doc

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1、石墨型碳化氮光催化降解磺胺异恶唑研究赵萍，顾彦，方艳芬，黄应平*（三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌443002）1磺胺类药物广泛应用于医药和兽药领域，其在水环境中的残留可能会导致致病性细菌产生耐药性[1]，从而给人类和生态环境造成一定的威胁。石墨型碳化氮(graphiticcarbonnitrides,g-C3N4)作为一种非金属半导体催化剂，能在可见光下被激发，且其性质稳定，其在光催化降解污染物方面已用于降解染料[2]及有机污染物，关于其对抗生素的降解研究较少。本文采用直接煅烧三聚氰胺法制备了g-C3N4，采用X射线衍射(XD

2、R)，紫外可见漫反射(UV-VisDRS)对其进行表征，结果表明，所制备的样品中2θ位于27.4°和13.1°衍射角处有两个特征峰，分别对应于g-C3N4(PDFcardNo.87-1526)的(002)和(100)晶面。(图1)，通过方程αhν=A(hν−Eg)n（其中a代表本征吸收系数，hv代表光子能量，A代表跃迁常数）计算其禁带宽度为2.78eV(图2)。在可见光(λ≥420nm)照射下，以磺胺类药物磺胺异恶唑(Sulfisoxazole,SIZ)为目标污染物，研究了g-C3N4可见光光催化降解SIZ的光催化性能。结果表明，SI

3、Z的光催化降解符合零级动力学反应动力学过程，实验条件下，光催化反应43min，SIZ的降解率高达95.3%，说明g-C3N4能有效的对SIZ进行光催化降解。考察四个浓度下，NO3-对SIZ光催化降解的影响，结果如图3所示，SIZ的降解速率常数随NO3-浓度的增加先增大后减小，这可能是因为低浓度的NO3-(0.2mmol/L)在接受光照后，会产生活性氧化物种，从而促进SIZ的光催化降解，而高浓度的NO3-会与SIZ形成竞争吸附，从而抑制SIZ的光催化降解。图1催化剂的XRD图谱图2催化剂的UV-VisDRS图谱图3NO3-对SIZ光催化

4、降解的影响基金项目：国家自然科学基金（No.21207079，21177072）参考文献[1].WojciechB.,etal..PhotocatalyticdegradationofsulfadrugswithTiO2,FesaltsandTiO2/FeCl3inaquaticenvironment-Kineticsanddegradationpathway.Appl.Catal.B,2009,90:516-525.[2].YanS.C.,etal.PhotodegradationofrhodamineBandmethylorang

5、eoverboron-dopedg-C3N4undervisiblelightirradiation,Langmuir.2010,26:3894-3901.1