可见光下Cu_2O/TiO_2催化臭氧氧化头孢曲松钠性能研究

作者：孟冠华; **森; 刘宝河; 王瑜; 李政辉; 李文; 江用彬

来源：过程工程学报, 2022, 1-12.

• Cu_2O/TiO_2
• 可见光
• 光催化臭氧氧化
• 头孢曲松钠
• 降解机理

抗生素是治疗各种传染病的常用药物，但残留在水环境中的抗生素会对生态系统造成威胁。因此，探索去除水环境中抗生素的有效方法具有重要意义。因光催化臭氧氧化技术可以高效降解和矿化水体中的污染物，该技术受到广泛关注。本文通过浸渍-化学还原法制备Cu_2O/TiO_2复合材料并将其作为可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠的催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积分析仪(BET)和紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)对Cu_2O/TiO_2形貌结构和光学性能进行表征，考察了Cu_2O/TiO_2配比、Cu_2O/TiO_2投加量、臭氧浓度、头孢曲松钠初始浓度、溶液初始pH值等因素对可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠的影响。结果表明，Cu_2O 对 TiO_2的掺杂改性使材料孔容和平均孔径增大，能带宽度减小，可见光下的催化性能增强。在Cu_2O:TiO_2摩尔比为0.2:1、可见光照射120 min、溶液pH值为6.12、头孢曲松钠浓度为10 mg/L、TiO_2/Cu_2O 投加量为 0.2 g/L、臭氧浓度为 1.5 mg/L 条件下，头孢曲松钠和 TOC 的去除率分别达到81.05%和52.16%，臭氧利用率达到50.84%。自由基捕获实验表明，可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠的过程中光生空穴(h~+)和超氧自由基(·O_2~-)起主要作用。5 次循环使用实验结果表明，Cu_2O/TiO_2有较好的可重复利用性。本研究结果表明，对于水体中的头孢曲松钠，可见光催化臭氧氧化是一种很有前途的治理技术。

• 单位
  安徽工业大学