磁性 g-C3N4-Fe3O4复合纳米材料的制备及其光催化降解水中3种喹诺酮类抗生素的研究

陶虎春 梁红飞 张丽娟 丁凌云 张善发 朱丽丽 邓丽平

磁性 g-C3N4-Fe3O4复合纳米材料的制备及其光催化降解水中3种喹诺酮类抗生素的研究

陶虎春†梁红飞 张丽娟 丁凌云 张善发 朱丽丽 邓丽平

北京大学深圳研究生院环境与能源学院, 深圳市重金属污染控制与资源化重点实验室, 深圳 518055;† E-mail: taohc@pkusz.edu.cn

以三聚氰胺和铁盐为原料制备磁性 g-C3N4-Fe3O4复合纳米材料, 并探究不同反应条件对其光催化降解3 种喹诺酮类抗生素(洛美沙星 LOM、氧氟沙星 OLF 和环丙沙星 CIP)的影响。光催化反应的优化条件如下: 抗生素初始浓度为 3.0mg/L, g-C3N4-Fe3O4复合纳米材料初始剂量为 0.60g/L, 温度为 25℃, pH=7。在优化条件下, 洛美沙星、氧氟沙星和环丙沙星光照 100 分钟的降解率分别为 83.6%, 60.9%和99.0%。XRD 和 UV-vis分析表明, 石墨相 g-C3N4与 磁性Fe3O4之间存在强烈的相互作用, 导致生成更多光生电子–空穴对, 增强复合纳米材料的光催化活性。重复循环利用 5 次后, 磁性 g-C3N4-Fe3O4复合纳米材料的回收率大于 90%, 光催化降解效率保持在 60%以上。

光催化; g-C3N4-Fe3O4复合纳米材料; 洛美沙星LOM; 氧氟沙星OLF; 环丙沙星CIP

随着社会的发展, 抗生素被广泛应用于医疗、水产和畜禽养殖业等, 在人类和动物疾病防治等方面发挥极大的作用, 同时也引起环境危害[1–2]。按照化学结构, 可将目前广泛使用的抗生素分为-内酰胺类、喹诺酮类、四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类和磺胺类等[3–4]。其中, 喹诺酮类抗生素具有生物利用度高、抗菌谱广、优良的药物动力学特性、抗菌性强、与其他抗生素联用时无交叉感染、不易代谢、半衰期长以及毒副作用小等特征, 故近几年使用量大大增加[5]。……