TiO2光催化降解喹诺酮类抗生素：动力学与影响因素

"TiO2光催化降解水中喹诺酮类抗生素的动力学研究，刘利伟，吴小莲，莫测辉，高朋，李彦文，黄显东，邹星，黄献培*基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金项目(21610410,21609709)；广东省科技计划项目(2010B020311006)" 本文主要关注的是TiO2光催化剂在降解水中喹诺酮类抗生素方面的研究，这是一种新兴的有机污染物。喹诺酮类抗生素是一类广泛使用的抗菌药物，它们在环境中的残留对生态系统和人类健康构成潜在威胁。因此，寻找有效去除这些污染物的方法至关重要。 研究者通过实验探究了TiO2用量、抗生素初始浓度、溶液的pH值以及水质等因素对喹诺酮类抗生素光催化降解效率的影响。实验结果显示，当TiO2用量为1.0g/L，抗生素初始浓度为10mg/L，pH值为7时，经过80分钟的光催化反应，三种喹诺酮类抗生素（诺氟沙星、环丙沙星和洛美沙星）的降解率都能达到95%以上。这表明在这些条件下，TiO2光催化法具有显著的降解效果。 进一步的研究发现，光催化降解过程遵循假一级反应动力学模型，即反应速率与剩余抗生素浓度的一次方成正比。反应速率常数在0.0445-0.0710之间变化，半衰期则在9.76-15.57分钟之间，表明诺氟沙星最容易降解，其次是环丙沙星，最不易降解的是洛美沙星。 此外，研究还考虑了不同水质条件对降解效果的影响。诺氟沙星和环丙沙星在高纯水中的降解效果优于河水和自来水，而洛美沙星则在河水中的降解效果最好，其次是自来水，再次是高纯水。这可能是因为水质中的其他成分对光催化过程产生了竞争性吸附或对TiO2活性位点的覆盖，从而影响了降解效率。 该研究揭示了TiO2光催化法在处理喹诺酮类抗生素污染水体中的潜力，并提供了关于反应条件优化和实际应用的科学依据。这一成果对于理解污染物的光催化降解机制，以及开发更有效的水处理技术具有重要意义。同时，对于未来制定相关污染控制策略和环境保护措施也提供了有价值的参考。