【消息】中药废水处理最新研究成果

赵桂芝 2024-09-14

近年来，随着中药产业的快速发展，中药废水的排放量也在不断增加。中药废水里含有糖类、有机酸、生物碱、酚类、胺类、淀粉和鞣质等有机物，具有组成复杂，有机物浓度高，浊度高，pH值波动大，化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）高等特点。陕西中医药大学药学院硕士研究生朱梦贞在国际顶级学术期刊发表学术论文。

近期，陕西中医药大学药学院硕士研究生朱梦贞在国际顶级学术期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》(中科院1区TOP，IF：20.2)上发表了题为“The electron shuttle of aloe-emodin promotes the Cu-FeOOH solid solution photocatalytic membrane to activate hydrogen peroxide for the degradation of tannic in traditional Chinese medicine wastewater”的最新研究成果。近年来，随着中药产业的快速发展，中药废水的排放量也在不断增加。中药废水里含有糖类、有机酸、生物碱、酚类、胺类、淀粉和鞣质等有机物，具有组成复杂，有机物浓度高，浊度高，pH值波动大，化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）高等特点。

膜分离技术具有过程简单、节能高效、绿色环保等特点，是国内外公认的最有发展前景的高新技术之一。在中药制药废水处理过程中，膜技术可有效降低废水中的固体悬浮物、化学需氧量高的污染物。

但长期使用膜分离技术处理中药废水时，其中的大分子物质（如鞣质、果胶、淀粉、蛋白等）容易粘附在膜表面，在膜孔周围积聚，或渗入膜的内部结构，造成膜污染。

基于此，结合膜分离技术和光芬顿技术的优势，本文报道了一种新型光催化膜，利用芦荟大黄素（AE）作为助催化剂，与Cu-FeOOH固溶体复合后将AE/Cu-FeOOH光催化剂负载在PVDF膜上，用于降解中药废水中的大分子物质鞣质。

通过各种光谱表征和光电性能测试，证实了AE/Cu-FeOOH-PVDF具有较高的光生载流子分离和迁移效率，同时抑制了光生电子空穴间的复合。

在光芬顿条件下，60 min内鞣质的降解率可达95.69 %；即使过滤6小时的鞣质溶液，AE/Cu-FeOOH-PVDF膜仍保持517 L m-2 h-1 bar-1的高通量。

此外，AE/Cu-FeOOH-PVDF还能降解虎杖和大黄提取废水中的鞣质，8 h光芬顿降解条件下COD的去除率分别为93.3%和78.63%。

利用DFT计算揭示了Cu掺杂、Cu-FeOOH结构如何共同促进了H2O2的活化，证实了Cu-FeOOH具有较好的吸附性能和活化H2O2的能力。

研究机理表明AE作为助催化剂，具有电子穿梭体作用，可通过向Cu-FeOOH中提供e-，加速Fe(III)/Fe(II)和Cu(II)/Cu(I)的氧化还原过程，进而产生更稳定的活性自由基促进污染物的降解。

陕西中医药大学药学院硕士研究生朱梦贞为文章的第一作者，陕西中医药大学为第一作者单位，导师李佳佳副教授与长安大学王其召教授、陕西中医药大学唐于平教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目、陕西省科技厅项目的支持。

内容来源：陕西中医药大学

责任编辑：展源

审　　核：何发

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