記者從中科院合肥研究院獲悉，該院智能所納米材料與環(huán)境檢測研究室孔令濤研究團(tuán)隊(duì)，在水中抗生素氧化降解及機(jī)理研究方面取得新進(jìn)展：研究人員設(shè)計(jì)并制備出氧化石墨烯負(fù)載的二氧化錳納米針及四氧化三鐵—硫納米復(fù)合材料兩種催化劑，并將其用于類芬頓反應(yīng)中，實(shí)現(xiàn)對諾氟沙星、四環(huán)素類抗生素污染物的有效降解。日前，相關(guān)成果分別發(fā)表在《膠體與界面科學(xué)雜志》和《新化學(xué)雜志》上。

諾氟沙星、四環(huán)素等抗生素作為常見的人類臨床和畜牧養(yǎng)殖使用的抗生素，被大量排放到自然水體中?？股鼗瘜W(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、存在形態(tài)復(fù)雜，常規(guī)技術(shù)難以去除。環(huán)境中殘留的抗生素已成為一種新興的微污染物，促進(jìn)病菌抗藥基因的產(chǎn)生，危及生態(tài)系統(tǒng)平衡和人體健康。

芬頓、類芬頓高級(jí)氧化技術(shù)因其能產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基或硫酸根自由基，而成為降解抗生素污染物的有效手段。

孔令濤團(tuán)隊(duì)的研究人員將制備的氧化石墨烯負(fù)載的二氧化錳納米針催化劑用于類芬頓反應(yīng)體系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其能夠活化過一硫酸鹽，快速高效地降解水中的諾氟沙星。通過將該復(fù)合材料與單純二氧化錳納米針進(jìn)行降解對比實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料具有更快的降解速率、更寬的pH適用范圍和更好的循環(huán)使用性能。根據(jù)降解過程中的中間產(chǎn)物，研究人員推測出4種可能的降解路徑：去羥基、去氟、喹諾酮基團(tuán)轉(zhuǎn)變和哌嗪環(huán)的裂解，為其他氟喹諾酮類抗生素降解機(jī)理的研究提供了思路。

研究還發(fā)現(xiàn)四氧化三鐵—硫納米催化劑同樣可以用于類芬頓反應(yīng)體系，活化過氧化氫產(chǎn)生羥基自由基，在中性條件下可實(shí)現(xiàn)對四環(huán)素的有效降解。 （記者吳長鋒）