南工大用生物法制备出光芬顿催化剂高效降解容易

南工大用生物法制备出光芬顿催化剂 高效降解抗生素污染

把村委当成了自家的“自留地” 9月6日消息，近日，南京工业大学张永军教授课题组利用一种锰氧化细菌制备了生物铁锰氧化物，制备过程没有高温、高压、高难度操作，还展显了优秀的催化性能。用生物法制备出光芬顿催化剂可有效催化降解抗生素氧氟沙星，为光芬顿催化剂的制备提供了新思路，也为有机污染物的降解提供了新的催化剂。

光芬顿是高级氧化技术的一种，它通过催化剂、过氧化氢以及光的相互作用产生一系列具有高反应活性的自由基，从而达到降解水体中有机污染物的目的。然而以往光芬顿过程中所使用的化学制备催化剂往往具有制备过程复杂，成本高，催化效果低，稳定性差等缺陷。因此，新型光芬顿催化剂的制备和选用对于光芬顿技术的进一步应用具有重要意义。

“以往光芬顿过程中所使用催化剂一般采用化学合成法，需要高温高压条件，需要的化合物也比较多，制备过程比较复杂。这些操作虽然有助于提高催化活性，但不一定符合环保理念。”张永军介绍说，“而我们的研究首次将生物制备的金属氧化物应用于光芬顿过程中，为催化剂的制备提供了新思路。”

张永军教授课题组利用锰氧化细菌Pseudomonas sp. F2 制备得到了具有高催化性能的生物铁锰氧化物（bio-FeMnOx），其制备过程具有操作简易、成本低廉以及环境友好等特点。研究表明该催化剂含有γ-Fe2O3以及混合价态的锰元素，并具有较低阻抗值和较宽的吸收光谱，能够降低表面电子空穴对的重组，从而进一步产生高活性的自由基，有效降解水体中氧氟沙星，并且实验证明处理后氧氟沙星溶液的生物呼吸抑制率降低了约50%。该研究首次将生物制备的催化剂bio-FeMnOx应用于光芬顿过程中，为光芬顿催化剂的制备提供了新思路。

实验过程中，研究人员将铁与锰两种金属盐放到微生物的培养基中，加入一些微生物基本营养元素，放置在恒温振荡器中，两天后一颗颗毛茸茸的褐色颗粒物就慢慢长了出来。经过简单水洗后，具有高催化性能的生物铁锰氧化物就被分离出来了。

“这一过程规避了一般化学制备催化剂的复杂合成过程，没有烧制、合成等热处理，没有有毒有害物质的产生，且制备过程操作简易、成本低廉、环境友好。”张永军表示。

研究表明该催化剂含有一种三氧化二铁以及混合价态的锰元素，并具有较低阻抗值和较宽的吸收光谱，能够降低表面电子空穴对的重组，从而进一步产生高活性的自由基，降解水体中氧氟沙星。

研究成果已被工程技术类旗舰SCI期刊Chemical Engineering Journal（IF=8.355）接收，并已于近日正式刊出。全文连接如下：