磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶在纳米Fe3O4-nZVI类Fenton体系中的降解效果

作     者：钟金魁 谢亚瑞 李闻青 谢欣卓 张子涵 ZHONG Jinkui;XIE Yarui;LI Wenqing;XIE Xinzhuo;ZHANG Zihan

作者机构：兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 甘肃省黄河水环境重点实验室兰州730070 

出 版 物：《环境化学》 (Environmental Chemistry)

年 卷 期：2024年第43卷第9期

页      面：3183-3193页

核心收录：

学科分类：083001[工学-环境科学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(22166022) 甘肃省科技计划项目(20JR2RA002)和兰州交通大学大学生创新创业训练计划项目(CXXL20230080)资助 

主　　题：Fe3O4-nZVI 类Fenton法 磺胺嘧啶 磺胺二甲基嘧啶 抗生素 

摘      要：用Fe3O4负载纳米零价铁(Fe3O4-nZVI)作为非均相催化剂，与H2O2耦合构建类Fenton体系，以降解水中磺胺嘧啶(SDZ)和磺胺二甲基嘧啶(SMT). 通过SEM、EDS、XRD和XPS对Fe3O4-nZVI材料进行了表征，并考察了Fe3O4-nZVI类Fenton体系中H2O2浓度、Fe3O4-nZVI投加量、初始pH及Fe3O4-nZVI循环使用次数对SDZ和SMT降解效果的影响. 结果表明，在25 ℃，SDZ和SMT初始浓度均为10 mg·L−1，H2O2浓度分别为10 mmol·L−1(SDZ)和15 mmol·L−1(SMT)，Fe3O4-nZVI投加量为0.8 g·L−1，初始pH为3的优化条件下，在180 min时，Fe3O4-nZVI类Fenton体系对水中SDZ和SMT的降解率分别为97.45%和95.51%，Fe3O4-nZVI重复利用4次后，对SDZ和SMT的降解率仍保持在87%以上，表明该材料具有良好的磁回收利用性能. 拟一级动力学拟合参数R2均在0.93以上，表明Fe3O4-nZVI类Fenton法对SDZ和SMT的降解过程均符合拟一级动力学方程. 且在各因素最优条件下，SDZ的反应速率常数均大于SMT的反应速率常数，这可能与二者的理化性质及分子结构有关，即磺胺类抗生素(SAs)的pKa值和水溶解度越小，疏水性越强，杂环基团上的甲基取代基数目越少，SAs越容易被降解.