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科技日報訊 (記者吳長鋒)記者從中科院合肥研究院獲悉，該院智能所納米材料與環境檢測研究室孔令濤研究團隊，在水中抗生素氧化降解及機理研究方面取得新進展：研究人員設計並製備出氧化石墨烯負載的二氧化錳納米針及四氧化三鐵—硫納米複合材料兩種催化劑，並將其用於類芬頓反應中，實現對諾氟沙星、四環素類抗生素汙染物的有效降解。日前，相關成果分別發表在《膠體與界面科學雜誌》和《新化學雜誌》上。
諾氟沙星、四環素等抗生素作為常見的人類臨床和畜牧養殖使用的抗生素，被大量排放到自然水體中。抗生素化學結構穩定、存在形態複雜，常規技術難以去除。環境中殘留的抗生素已成為一種新興的微汙染物，促進病菌抗藥基因的產生，危及生態系統平衡和人體健康。
芬頓、類芬頓高級氧化技術因其能產生強氧化性的羥基或硫酸根自由基，而成為降解抗生素汙染物的有效手段。
孔令濤團隊的研究人員將製備的氧化石墨烯負載的二氧化錳納米針催化劑用於類芬頓反應體系，結果發現其能夠活化過一硫酸鹽，快速高效地降解水中的諾氟沙星。通過將該複合材料與單純二氧化錳納米針進行降解對比實驗，他們發現複合材料具有更快的降解速率、更寬的pH適用範圍和更好的循環使用性能。根據降解過程中的中間產物，研究人員推測出4種可能的降解路徑：去羥基、去氟、喹諾酮基團轉變和哌嗪環的裂解，為其他氟喹諾酮類抗生素降解機理的研究提供了思路。
研究還發現四氧化三鐵—硫納米催化劑同樣可以用於類芬頓反應體系，活化過氧化氫產生羥基自由基，在中性條件下可實現對四環素的有效降解。