本發(fā)明屬于降解抗生素，具體涉及一種三維bdd網(wǎng)膜電極在降解頭孢喹肟中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素具有選擇性毒性和良好的治療效果，現(xiàn)今這類(lèi)抗生素在臨床醫(yī)療領(lǐng)域和畜牧業(yè)養(yǎng)殖業(yè)中已廣泛應(yīng)用，頭孢喹肟作為典型的β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素，在自然環(huán)境條件下的降解能力較差，同時(shí)以常規(guī)處理手段也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行充分去除。當(dāng)環(huán)境水體中抗生素濃度逐漸攀升，會(huì)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境以及人類(lèi)健康產(chǎn)生巨大影響。因此，研究并開(kāi)發(fā)綠色、節(jié)能且高效地水處理技術(shù)用以去除抗生素等污染物具有重要的實(shí)際價(jià)值。頭孢喹肟(cefquinome，cfq)是動(dòng)物專(zhuān)用的第四代頭孢菌素類(lèi)抗生素，化學(xué)式為c23h24n6o5s2，相對(duì)分子質(zhì)量528.6。常溫環(huán)境下為白色或類(lèi)淡黃色粉末，無(wú)味，微溶于水，在高溫潮濕環(huán)境中易分解，應(yīng)儲(chǔ)存于干燥環(huán)境中。水溶液ph值為7，溶解度為11～12mg/ml，屬于兩性離子化合物。cfq具有廣泛的抗菌譜、高度的抗菌活性。通過(guò)對(duì)第三代頭孢菌素和cfq的抗菌活性進(jìn)行多方面的比較分析，結(jié)果表明，cfq相比于第三代頭孢菌素，在對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌的抗菌活性方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。這一發(fā)現(xiàn)可以為cfq的進(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用提供有力的科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也為革蘭氏陽(yáng)性菌的治療提供更有效的藥物選擇。cfq對(duì)諸多嚴(yán)重感染均有良好效果。

2、目前，應(yīng)用降解cfq的常用方法有：光催化氧化法、生物法等。

3、光催化氧化技術(shù)是近年來(lái)被廣泛研究和應(yīng)用的一種基于半導(dǎo)體的環(huán)保化學(xué)處理技術(shù)，具有高效、安全、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)可通過(guò)光催化劑在光照下催化產(chǎn)生自由基，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物質(zhì)的降解，同時(shí)生成活性氧物種進(jìn)行氧化反應(yīng)，使有害污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的水和二氧化碳等物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于廢水和廢氣處理、空氣凈化、以及有機(jī)合成廢水的處理等領(lǐng)域。光催化氧化技術(shù)不僅具有廣泛的應(yīng)用前景，也成為當(dāng)前化學(xué)處理技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。光催化反應(yīng)具有高效、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，但其反應(yīng)性能受到諸多因素的影響。在實(shí)際應(yīng)用中需要考慮光照時(shí)間、氣象條件、廢水水質(zhì)等多個(gè)因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)的良好效果。此外，制備光催化劑所需耗費(fèi)的時(shí)間、成本相對(duì)較高，制備工藝的不斷改進(jìn)和優(yōu)化等都是提高催化反應(yīng)效率和降低成本的必要舉措。因此，進(jìn)一步深入探究光催化反應(yīng)的機(jī)理和影響因素，并加大對(duì)制備光催化劑的研發(fā)力度，能夠有效促進(jìn)光催化技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

4、生物處理技術(shù)主要利用環(huán)境中微生物的代謝作用，以及微生物與指定的溶解性有機(jī)物分子之間的相互關(guān)系，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成微生物的細(xì)胞質(zhì)和新生物體，加速有機(jī)物的降解和去除。生物處理技術(shù)因?yàn)椴僮鞒杀鞠鄬?duì)低廉且可進(jìn)行大規(guī)模處理因此受相關(guān)行業(yè)青睞。目前，生物處理技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景，特別是在處理含有抗生素廢水方面，是一種較為有效的治理手段，具有環(huán)保、安全、綠色等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)菌種篩選、發(fā)酵過(guò)程等技術(shù)手段，可以基于生物技術(shù)的原理，對(duì)抗生素等廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化降解，起到去污凈化的效果。

5、眾所周知，摻硼金剛石(bdd)具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能、較寬的電位窗口和較低的背景電流；此外，bdd還顯示出穩(wěn)定的電化學(xué)性能和優(yōu)良的化學(xué)惰性。因此，bdd被認(rèn)為是一種有吸引力的電極材料，現(xiàn)有的摻硼金剛石電極多為二維摻硼金剛石，降解效果不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有方法降解頭孢喹肟的難度大和降解效率低的問(wèn)題，而提供一種三維bdd網(wǎng)膜電極用于降解頭孢喹肟。

2、一種三維bdd網(wǎng)膜電極用于降解頭孢喹肟。

3、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

4、一、本發(fā)明以銅網(wǎng)為基底制備三維bdd網(wǎng)膜電極；以三維bdd網(wǎng)膜為電極電化學(xué)氧化降解廢水中頭孢喹肟，經(jīng)驗(yàn)證在初始濃度為10mg/l，電流強(qiáng)度為0.8a，電解質(zhì)濃度為0.1mol/l，頭孢喹肟溶液初始ph＝7的條件下，經(jīng)180min的反應(yīng)，對(duì)于頭孢喹肟的降解率能夠達(dá)到90％以上；

5、二、本發(fā)明具有重復(fù)率高，降解效率高的特點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于一種三維bdd網(wǎng)膜電極用于降解頭孢喹肟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于一種三維bdd網(wǎng)膜電極用于降解頭孢喹肟具體是按以下步驟完成的：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于所述的含有頭孢喹肟的廢水中頭孢喹肟的濃度為25mg/l～100mg/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于所述的含有頭孢喹肟的廢水的ph值為3～11。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于所述的降解的時(shí)間為30min～180min。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于所述的k2so4的投加量為0.02mol/l～0.1mol/l。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于固定正極與負(fù)極之間的距離為2cm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于驟四中所述的h2、ch4和b的體積比為200:8:2.5。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種三維bdd網(wǎng)膜電極的應(yīng)用，其特征在于步驟四中所述的微波等離子化學(xué)氣相沉積法中微波功率為500w～3800w，金剛石電極生長(zhǎng)溫度為620℃～640℃，工作壓強(qiáng)為12200torr～12500torr，時(shí)間為8h～10h。

技術(shù)總結(jié)
一種三維BDD網(wǎng)膜電極在降解頭孢喹肟中的應(yīng)用，它屬于降解抗生素技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有方法降解頭孢喹肟的難度大和降解效率低的問(wèn)題。一種三維BDD網(wǎng)膜電極用于降解頭孢喹肟。本發(fā)明以銅網(wǎng)為基底制備三維BDD網(wǎng)膜電極；以三維BDD網(wǎng)膜為電極電化學(xué)氧化降解廢水中頭孢喹肟，經(jīng)驗(yàn)證在初始濃度為10mg/L，電流強(qiáng)度為0.8A，電解質(zhì)濃度為0.1mol/L，頭孢喹肟溶液初始pH＝7的條件下，經(jīng)180min的反應(yīng)，對(duì)于頭孢喹肟的降解率能夠達(dá)到90％以上；本發(fā)明具有重復(fù)率高，降解效率高的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊怡舟,羅圣迪,韋隆隆,李佩倫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10