單原子銅改性氮化碳光芬頓降解水體中鹽酸四環(huán)素及其機理研究

編號：NMJS08953

篇名：單原子銅改性氮化碳光芬頓降解水體中鹽酸四環(huán)素及其機理研究

作者：郝家琛 楊強 崔培昕 王衛(wèi)軒 羅小三 王玉軍

關鍵詞： 抗生素 水環(huán)境污染 單原子 氮化碳 光芬頓

機構： 南京信息工程大學應用氣象學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境系 中國科學院土壤環(huán)境與污染修復重點實驗室（南京土壤研究所）

摘要： 本研究采用一步熱解法合成了單原子銅改性的氮化碳光催化材料(Cu-CN),并通過同步輻射X射線吸收譜、高分辨透射電子顯微鏡、電子順磁波譜和光致發(fā)光光譜等表征手段對該催化劑性質(zhì)及其光芬頓降解抗生素鹽酸四環(huán)素(Tetracycline,TC)降解機理進行深入研究。結(jié)果表明:Cu-CN可以在30 min內(nèi)降解超過90%的TC,反應速率常數(shù)達到0.00993 min-1,是未改性氮化碳催化劑的7.76倍,單原子Cu的引入可以顯著提升氮化碳的光催化活性。同步輻射X射線吸收譜結(jié)果顯示形成的Cu-N鍵可快速將光生電子傳遞給Cu,促進電子空穴空間分離,從而提升光催化活性;同時Cu(Ⅰ)與Cu(Ⅱ)的循環(huán)還可以迅速活化雙氧水產(chǎn)生羥基自由基(·OH)。光生電子、空穴和·OH參與了TC降解反應,其中空穴起主導作用。在實際水體中,Cu-CN光芬頓體系依然有良好的TC降解效果,說明該催化劑具有很好的環(huán)境適應能力和實際應用前景。