废钢渣负载CuO制备催化剂活化过硫酸盐降解磺胺类抗生素的研究
摘 要:以废钢渣(SSS)为原料,通过化学沉淀法在SSS 表面引入CuO,制备一种高效的、可回收的非均相催化剂CuO/SSS,并将其用于去除废水中传统生物处理难降解的磺胺类抗生素〔磺胺对甲氧嘧啶(SMD)、磺胺嘧啶(SDZ)和磺胺甲恶唑(SMX)〕.在催化剂投加量1~2 g/L、过硫酸钾(PS)投加量2~4 mmol/L、反应时间30 min 的最佳反应条件下,CuO/SSS+PS 对20 mg/L 的3 种不同磺胺类抗生素的去除率均超过75%,其中SMD 的去除率达到80.29%.另外,在海水、湖水和自来水基质中,CuO/SSS+PS 对SMD 的去除率略微降低至54%~76%,这主要归因于存在于真实天然水中的各种无机阴离子.通过密度泛函理论(DFT)和液相色谱-质谱联用仪(LC/MS)的结果模拟了SMD 的降解路径,得出主要降解途径是嘧啶环打开、O2S—NH 键断裂、自由基攻击苯环.CuO/SSS+PS 在去除难降解抗生素SMD时具有高效性,为活化过硫酸盐降解难降解有机废水寻得了一条途径.
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