本文關鍵詞：石墨烯復合材料的構筑及其對泰樂菌素光解特性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著抗生素在人獸疾病預防以及畜牧養(yǎng)殖上的廣泛應用,環(huán)境中抗生素殘留量也逐漸增大,這將直接或間接的對人類的生命健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。光催化降解作為環(huán)境中抗生素主要的去除途徑而被國內(nèi)外學者廣泛關注。石墨烯具有較大的比表面積和較高的電子遷移率,所以被廣泛應用于催化領域,目前石墨烯經(jīng)常被用來改性單一的半導體催化劑,從而提高復合物的光催化性能。本文分別制備了多種石墨烯基復合材料,通過SEM(掃描電鏡)、TEM(透射電子顯微鏡)、FTIR(傅里葉變換紅外光譜)、XRD(X射線衍射)等多種表征手段觀察其表面形態(tài),結構等,同時對其在可見光的條件下對泰樂菌素(TYL)光催化降解性能進行了探討,主要內(nèi)容如下：(1)氧化石墨烯(GO)的制備方法為改進的Hummers法。以石墨粉為實驗原料,以濃H2SO4、H3PO4和KMn04為氧化劑,通過化學氧化的方法制得氧化石墨烯。通過SEM、XRD、FTIR等表征手段可以得出,氧化石墨烯由單層或多層重疊的層狀結構組成,且表面出現(xiàn)褶皺結構,在氧化石墨烯表面可以發(fā)現(xiàn)親水性的-COOH、-OH、C-OH、 C=O、C-O-C等含氧官能團這使得氧化石墨烯具有較好的親水性。在可見光照射的條件下,氧化石墨烯對泰樂菌素有一定的光降解特性,并且光降解機理可能是由氧化石墨烯表面官能團共價鍵斷裂從而產(chǎn)生自由基所致。(2)分別通過水熱法和原位生長法兩種方法制備針鐵礦/石墨烯的復合材料。通過SEM、XRD、FTIR等表征手段可以看出,呈細針狀的針鐵礦均勻負載與石墨烯表面,這說明本實驗成功的制備出了針鐵礦/石墨烯復合物；同時發(fā)現(xiàn),石墨烯表面的含氧基團有一定量的減少,這說明氧化石墨烯被還原為石墨烯。分別對兩種制備方法所得的針鐵礦/石墨烯復合物進行光降解泰樂菌素的實驗,研究結果表明,負載針鐵礦后,復合物的光催化性能有明顯的提高,且原位生長法制備所得復合物的催化性能優(yōu)于水熱法。通過分析針鐵礦/石墨烯復合物的光催化結果可以得出,在該反應體系中,光激發(fā)產(chǎn)生了具有強氧化性的羥基自由基(·OH),從而將泰樂菌素氧化為低污染或無污染的最終產(chǎn)物。(3)利用水熱法,以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O為原料制備鎢酸鉍；再利用水熱法將Bi2WO6負載于石墨烯上,制備出Bi2WO6/GO復合物,并利用光還原法將Ag負載于Bi2WO6/GO上制備出Ag/Bi2WO6/GO三相復合物。利用SEM、XRD、FTIR、AFM等手段對制備的復合物進行表征分析可得,鎢酸鉍在掃描電鏡下呈花球狀,鎢酸鉍與銀均均勻的負載于石墨烯上,這說明鎢酸鉍及其與石墨烯,銀的復合物制備非常成功。研究以上兩種復合物對泰樂菌素的光催化降解,實驗結果表明,鎢酸鉍及銀的引入對泰樂菌素的降解產(chǎn)生極大的促進作用,且銀/鎢酸鉍/石墨烯的光降解性能最好。通過分析鎢酸鉍類復合物對泰樂菌素光解機理可得,石墨烯和銀單質(zhì)可以較大程度的降低光生電子-空穴對的復合,同時銀單質(zhì)對界面電荷的轉移起到了促進作用,這些作用均導致反應體系中活性組分·02-和·OH的產(chǎn)生,這使得泰樂菌素被最終降解為結構簡單、無污染的物質(zhì)。
【關鍵詞】：石墨烯 泰樂菌素 針鐵礦 鎢酸鉍 光解
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB33;X505
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 1 緒論13-25
• 1.1 抗生素13-20
• 1.1.1 抗生素簡介及分類13-14
• 1.1.2 抗生素進入環(huán)境的途徑14-15
• 1.1.3 抗生素對環(huán)境的影響15-17
• 1.1.4 環(huán)境中抗生素的光解17-18
• 1.1.5 泰樂菌素18-20
• 1.2 石墨烯20-21
• 1.2.1 石墨烯的簡介20-21
• 1.2.2 石墨烯基復合材料研究概述21
• 1.3 研究存在的問題21-22
• 1.4 本研究的目的和意義22-23
• 1.5 研究思路23-25
• 2 氧化石墨烯(GO)的制備及其對泰樂菌素的光解特性25-37
• 2.1 實驗材料與方法25-29
• 2.1.1 實驗試劑與儀器25-26
• 2.1.2 氧化石墨烯的合成與表征26-28
• 2.1.3 氧化石墨烯光解泰樂菌素實驗28-29
• 2.1.4 光解泰樂菌素樣品檢測29
• 2.2 結果與討論29-34
• 2.2.1 氧化石墨烯表征分析29-33
• 2.2.2 氧化石墨烯對TYL的光解33-34
• 2.2.3 氧化石墨烯光催化機理分析34
• 2.3 本章小結34-37
• 3 針鐵礦/石墨烯的制備及其對泰樂菌素的光解特性37-51
• 3.1 實驗材料與方法37-40
• 3.1.1 實驗試劑與儀器37-38
• 3.1.2 針鐵礦/石墨烯的合成與表征38-40
• 3.1.3 針鐵礦/石墨烯復合物光解泰樂菌素實驗40
• 3.1.4 光解泰樂菌素樣品檢測40
• 3.2 結果與討論40-48
• 3.2.1 針鐵礦/石墨烯表征分析40-47
• 3.2.2 針鐵礦/石墨烯復合材料的光催化降解結果47-48
• 3.2.3 針鐵礦/石墨烯復合材料的光催化機理分析48
• 3.3 本章小結48-51
• 4 銀/鎢酸鉍/石墨烯復合物的制備及其對泰樂菌素的光解特性51-63
• 4.1 實驗材料與方法52-55
• 4.1.1 實驗試劑與儀器52
• 4.1.2 材料制備與表征52-54
• 4.1.3 復合材料光解泰樂菌素實驗54-55
• 4.1.4 光解泰樂菌素樣品檢測55
• 4.2 結果與討論55-60
• 4.2.1 鎢酸鉍/石墨烯復合物表征分析55-59
• 4.2.2 鎢酸鉍/石墨烯復合材料的光催化降解結果59
• 4.2.3 鎢酸鉍/石墨烯復合材料的光催化機理分析59-60
• 4.3 本章小結60-63
• 5 結論與展望63-65
• 5.1 結論63-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻65-73
• 致謝73-75
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果75

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