Новый катализатор для быстрого удаления антибиотиков из воды

Исследователи из Института физики твёрдого тела (Хэфэй, Китай) под руководством профессора Кон Линтао создали высокоактивный катализатор на основе отдельных атомов железа (Fe-ISAs@CN). Он способен активировать HNO₂ с образованием свободных радикалов для быстрого удаления антибиотика сульфадиазина (SDZ) из водных растворов. Результаты опубликованы в Journal of Colloid and Interface Science.

Проблема: Сульфадиазин — синтетический антибиотик, широко применяемый в медицине и животноводстве. Его устойчивая химическая структура и токсичность даже при низких концентрациях делают его удаление традиционными методами очистки воды затруднительным.

Решение: Учёные синтезировали катализатор Fe-ISAs@CN методом сольвотермального синтеза прекурсора Fe(acac)₃@ZIF8 с последующим прокаливанием при 930 °C. Полученный додекаэдрический катализатор имеет шероховатую поверхность, полую структуру, большую удельную поверхность и множество активных центров.

Результаты:

• Эффективность: 0.1 г/л катализатора удаляет 91% SDZ (концентрация 20 мг/л) за 60 минут в кислых условиях.
• Механизм: Активные центры катализатора быстро активируют HNO₂, генерируя сильные окислители. Одновременно центры адсорбции связывают молекулы SDZ, способствуя их деградации.
• Стабильность: После пяти циклов использования степень удаления SDZ оставалась выше 80%, а потери железа в катализаторе были незначительными.

Значение: Работа преодолевает строгие ограничения по pH, характерные для традиционного процесса Фентона, и предлагает новый подход для быстрого и глубокого удаления микрозагрязнителей из воды с помощью наноматериалов.