본 연구는 돼지 분뇨 폐기물에서 유래한 무가치 구리(Cu0) 나노입자를 로딩한 하이드로차(Cu-HC)를 지속 가능한 과황산수소(PMS) 활성화 촉매로 사용하여 옥시테트라사이클린(OTC)을 분해하는 방법을 조사했습니다. 바이오매스의 열분해 과정에서 현장 생성된 Cu0 나노입자는 전자전달 경로를 설정하는 데 중요한 역할을 하여 Cu-HC/PMS 시스템이 HC/PMS 시스템(77.1%)과 빈 PMS 시스템(42.9%)보다 더 탁월한 약 100%의 분해를 30분 내에 달성할 수 있도록 했습니다. 확인된 주요 활성 종은 황산 라디칼(·SO4-), 하이드록실 라디칼(·OH), 슈퍼옥사이드 라디칼(·O2-), 그리고 단일 산소(1O2)였으며, Cu0 매개 비라디칼 1O2 종이 분해 과정에서 지배적인 역할을 했습니다 (56.8%). 재사용성과 실용 가능성도 확인되어, 4회 사이클 후 효율성이 6.17%만 감소했으며 실제 수질 매트릭스에서 OTC 분해가 93% 이상 달성되었음을 보여주었습니다. 액체 크로마토그래피-질량 분석법을 통해 가능한 OTC 분해 경로에 대한 통찰력을 제공했습니다. 이 연구는 바이오폐기물을 효율적인 항생제 분해용 기능성 재료로 변환할 수 있는 가능성을 강조합니다.
Key Points
- 무가치 구리 나노입자를 로딩한 하이드로차(Cu-HC)를 통해 과황산수소(PMS)를 활성화하여 옥시테트라사이클린을 효율적으로 분해할 수 있음을 입증했습니다.
- Cu0 나노입자가 전자전달 경로를 형성해 Cu-HC/PMS 시스템이 30분 내에 거의 100%의 분해 효율을 달성했습니다.
- 시험 후 재사용성과 실제 환경에서의 효과를 확인했으며, 4회 회전 후에도 효율성이 6.17%만 감소했습니다.