水环境中微量抗生素的光催化降解技术及机理研究

近年来广泛存在于水环境中的抗生素类药物残留对生态环境和人类健康造成危害，是国内外业界所关注的热点问题之一。研究高效降解水体中微量抗生素的处理方法和机理是水环境安全的重要保障，但作为近年来才受普遍关注的有机污染物, 现有的技术方法存在较多缺陷，其机理也不明确。项目将采用申请者开发的二氧化硅担载碳掺杂纳米二氧化钛（C/TiO2-SiO2）这一新型多孔质光催化材料作为水处理剂，开展水体中微量抗生素深度处理的机理研究。项目将通过试验对比分析，研究SiO2担载及C掺杂对提高TiO2性能的作用机制，分析抗生素在水体中的光催化降解动力学特征和降解产物，探讨不同抗生素的分子结构对光催化降解效率的影响机理。预期成果可揭示抗生素在水中的光催化降解机理，并为去除水体中微量抗生素提供高效环保的水处理技术，对缓解我国日益严重的水污染的问题和保障水环境安全具有重要的意义。

近年来广泛存在于水环境中的抗生素类药物残留对生态环境和人类健康造成危害，是国内外业界所关注的热点问题之一。研究高效降解水体中微量抗生素的处理方法和机理是水环境安全的重要保障，但作为近年来才受普遍关注的有机污染物，现有的技术方法存在较多的不足，其降解机理也不完全明确。项目采用申请者开发的二氧化硅担载碳掺杂纳米二氧化钛（C/TiO2-SiO2）这一新型多孔质光催化材料作为水处理剂，开展水体中微量抗生素深度处理的机理研究。通过本项目的研究，阐明了SiO2担载及C掺杂对提高TiO2性能的作用机制，优化了多孔质C/TiO2-SiO2的制备工艺，为深度处理水中微量抗生素的光催化降解技术提供了高性能的光催化剂；阐明了各环境因素对微量抗生素在C/TiO2-SiO2悬浮液中的光催化降解效率的影响机理，获得了光催化降解抗生素过程的最佳降解条件；通过试验研究残留抗生素浓度在光催化降解中随时间的变化，以及抗生素的降解过程中活性物质的鉴定为基础，揭示了抗生素的光催化降解动力学特征及降解发生的机理；研究了量化的抗生素、多环芳烃分子结构参数与光催化降解活性关系，阐明了有机污染物的分子结构对其光催化降解的影响，成功预测其他结构相近的有机污染物的光催化降解活性。本研究成果揭示了抗生素在水中的光催化降解机理，并为去除水体中微量抗生素提供高效环保的水处理技术，对缓解我国日益严重的水污染的问题和保障水环境安全具有重要的意义。