紫外光活化過硫酸鹽降解磺胺甲嘧啶

康蓓蓓,冉 全,潘麗麗,李山珊

(貴州工業(yè)職業(yè)技術學院 化工分院，貴州 貴陽 550008)

磺胺甲嘧啶(sulfamethazine)作為一種大分子抗生素，主要用于畜牧和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。這種抗生素容易在水體中富集，可以使水體中的微生物具有抗性，并且對于人類和動物的神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟造成嚴重損害，因此開展降解磺胺類抗生素具有重要意義[1-2]。

1 材料與方法

1.1 試劑與設備

試劑：甲酸和乙酸為色譜純，磺胺甲嘧啶(國藥集團化學試劑有限公司，分析純)，過硫酸鈉(國藥集團化學試劑有限公司，分析純)，氫氧化鈉(國藥集團化學試劑有限公司，分析純)，鹽酸(國藥集團化學試劑有限公司，分析純)，所有試劑都是用超純水制備的。

設備：Shimada 2010 ATH高效液相色譜儀(HPLC)，具有自動進樣器，色譜柱C18(250mm×4.6mm)，超純水系統(tǒng)，集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，pHS-5型酸度計，CP214電子天平。

1.2 試驗方法

本實驗用自制的光催化儀器進行光芬頓反應，光催化反應器包含一套具有石英外管的浸沒式低壓汞燈(75W，發(fā)射波長254 nm，天津)，并且接有恒溫控制系統(tǒng)。實驗操作如下：實驗前紫外燈事先預熱半小時，以保證紫外燈的穩(wěn)定性，一定量現(xiàn)用現(xiàn)配的過硫酸鹽儲備液加入200mL 20 mg/L的磺胺甲嘧啶反應溶液，同時通過紫外燈進行光芬頓反應，pH調(diào)節(jié)用0.1mol/L的HCl或者NaOH，反應過程中以1030R/S的磁力攪拌器持續(xù)攪拌以保證反應液混合均勻，每隔一段時間，取0.5mL的反應液用HPLC分析樣品中磺胺甲嘧啶的殘留濃度。

1.3 磺胺甲嘧啶的定量分析

樣品中的磺胺甲嘧啶用HPLC進行分析。具體條件為：流動相配比為甲醇∶乙酸(濃度比)=45∶55，檢測波長為270 nm，流速為0.7 mL/min，柱溫為35℃。磺胺甲嘧啶降解率計算公式：

降解率=(C0-C)/C0×100% (1)

式中：C0——磺胺甲嘧啶的初始濃度；

C——磺胺甲嘧啶在某時刻的殘留濃度。

2 結果與討論

2.1 不同反應體系下磺胺甲嘧啶的降解

(2)

圖1 不同體系對過硫酸鹽降解磺胺甲嘧啶的影響Fig.1 The removal of sulfamethazine by persulfate in different system.

2.2 pH值對磺胺甲嘧啶降解的影響

(3)

圖2 pH值對過硫酸鹽降解磺胺甲嘧啶的影響Fig.2 Effect of pH on degradation of sulfamethazine by persulfate

2.3 過硫酸鹽的濃度對磺胺甲嘧啶降解的影響

過硫酸鹽氧化劑的使用量直接影響到實際廢水處理的效果和成本，為了達到最優(yōu)的處理效果，并且優(yōu)化氧化劑的投加使用量，避免過量投加帶來的二次污染問題，所以過硫酸鈉氧化劑的濃度使用量需要重點研究。

圖3 過硫酸鹽對磺胺甲嘧啶降解的影響Fig.3 Effect of persulfate on degradation of sulfamethazine under UV irradation.

2.4 碳酸氫根離子對磺胺甲嘧啶降解的影響

(4)

(5)

圖 的濃度對過硫酸鹽降解磺胺甲嘧啶的影響Fig.4 Effect of HC on degradation of sulfamethazine by persulfate

2.5 硝酸根離子對磺胺甲嘧啶降解的影響

(6)

(7)

圖的濃度對過硫酸鹽降解磺胺甲嘧啶的影響Fig.5 Effect of N on degradation of sulfamethazine by persulfate

2.6 降解機理的討論

圖6 pH值對過硫酸鹽降解磺胺甲嘧啶的機理影響Fig.6 Effect of radical scavengers on the degradation of sulfamethazine by UV-activated persulfate oxidation process

3 結論

(1)增加光照強度，或者增加過硫酸鹽濃度，磺胺甲嘧啶的降解顯著提高。

(2)過硫酸鹽在酸性和中性條件下的降解率要低于弱堿性條件。

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(本文文獻格式：康蓓蓓,冉全,潘麗麗,等.紫外光活化過硫酸鹽降解磺胺甲嘧啶[J].山東化工，2018，47(02)：27-29.)