旧轮胎加金属即可轻松降解抗生素废水

抗生素超标的废水始终是许多市民心头的阴影。记者16日从南京工业大学获悉，该校张永军课题组采用废旧轮胎作为原料，并以铜铈两种金属作为活性组分进行负载，制成新型高效铜铈轮胎炭催化剂，可快速降解氧氟沙星，实现了资源利用和以废治废。相关成果在新一期环境类顶尖期刊《应用催化B》在线刊发。
“氧氟沙星是常用的抗生素，一般采用高级氧化的方法降解，很多时候需要添加催化剂。”课题组成员、南京工业大学于扬博士说，常用的催化剂载体有活性炭、煤炭、二氧化钛和硅藻土。热解炭被认为是废旧轮胎回收最重要的产品之一，因为它占橡胶轮胎重量的30%—40%。轮胎炭材料的优势是成本低，活性炭1吨要20000元，轮胎炭的成本低于800元/吨。
“用铜和铈两种金属作为活性组分，负载到轮胎炭上制备成催化剂，这是我们的最大创新点之一。”于杨告诉记者，铜与铈双金属协同可大幅提高催化活性和稳定性。铜铈轮胎炭催化剂采用了过硫酸盐氧化体系，具有高氧化还原电位，方便又稳定，可以将大部分有机物质降解为二氧化炭和水。
降解氧氟沙星的实验结果显示，该催化剂结合微波表现出了催化过硫酸盐的最佳活性。在微波的辅助下，铜铈轮胎炭催化剂可高效降解氧氟沙星，TOC去除率可达95%以上。
该成果对开发制备价格低廉且高效的非均相催化剂具有重要的参考价值，阐明了双金属激发过硫酸盐的机制，对过硫酸盐氧化体系的进一步开发具有指导性意义。同时，为废旧轮胎再利用提供一种新的方式，也为难降解有机污染物的处置提供新的解决方案，实现了“以废治废”。