ZnIn2S4可见光催化降解氟伐他汀的性能与机理

以氟伐他汀为目标污染物，以功率为500 W的长弧氙灯为光源，通过水热法制备可见光催化剂ZnIn2S4，研究ZnIn2S4对氟伐他汀的光催化降解性能，考察了氟伐他汀初始浓度、ZnIn2S4投加量、溶液pH对ZnIn2S4光催化降解氟伐他汀性能的影响。通过原位捕获实验确定ZnIn2S4可见光催化降解氟伐他汀过程中产生的自由基，通过液相色谱-离子阱-飞行时间质谱(LCMS-IT-TOF)来鉴别降解过程的中间产物，提出氟伐他汀可能的降解路径及机理。结果表明：ZnIn2S4光催化降解氟伐他汀的最佳条件为氟伐他汀初始浓度10 mg·L-1、催化剂投加量0.2 g·L-1、pH接近5，在最佳条件下氟伐他汀的降解率可达到83.6%，矿化率可达到45.8%。原位捕获实验结果表明，超氧自由基是在ZnIn2S4可见光催化降解氟伐他汀过程中起主要氧化作用的活性自由基，羟基自由基和过氧化氢对氟伐他汀的降解起到了辅助作用。氟伐他汀的降解机理是超氧自由基为主、羟基自由基和过氧化氢为辅联合攻击环状结构与直链相连的C—N键、C—C键以及直链和环状结构中的C＝C键，生成小分子的环状有机物、直链有机物以及羟基化衍生物，中间产物进一步被氧化并最终被分解成CO2和H2O