【摘要】：抗生素的發(fā)現(xiàn)和使用在人類社會的發(fā)展進程中起到至關(guān)重要的作用。作為品類繁多的抗生素中的一類,四環(huán)素類抗生素在水體環(huán)境中的殘留物可能會導致一系列的生態(tài)、環(huán)境和人類健康問題事件。因此,找到一種方法來實現(xiàn)對四環(huán)素類抗生素污染的有效處理,是人們目前急需解決的問題。利用具有高效和低毒性的半導體光催化降解技術(shù)對四環(huán)素類抗生素污染進行處理,已經(jīng)成為一種比較有應用前景的處理方法。然而,由于大多數(shù)半導體光催化劑存在許多缺點,如光響應范圍窄(只能利用占太陽光能量4%的紫外光),量子效率低下等,極大的限制了其在實際生產(chǎn)生活中的應用�；诖�,研究者們將更多的注意力集中在研究和開發(fā)高效利用光能的光催化劑上。研究發(fā)現(xiàn),鈾酰離子在光照下可被激發(fā)形成催化活性中心,該活性中心具有很強的氧化性,可以氧化有機物,從而實現(xiàn)對污染物的有效降解。鈾�；浜衔镉糜趶U水中抗生素污染物的降解,為環(huán)境中抗生素污染物的治理提供了一條切實可行的途徑,同時也為核廢料的處理提供了有效的方法,使其變廢為寶。因此,制備合成不同的鈾酰配合物,并對其作為光催化材料的催化性能進行研究是很有意義的。本文共合成了11例鈾酰配合物:(H_2-bpp)[(UO_2)(p-nba)_3]_2(1),(H_2-bpy)[(UO_2)_4(μ_3-O)_2(p-nba)_6](2),[(UO_2)_2(ntp)_2](bpp)(3),(H_2-bpe)[(UO_2)_2(ntp)_3]·2H_2O(4),(H_2-tmp)[(UO_2)(ntp)_2]·H_2O(5),(H_3O)_2[(UO_2)_2(ndc)_3]·H_2O(6),(H_2-bpp)[(UO_2)_2(ndc)_3]·EtOH·5H_2O(7),(H_2-bpe)_(2/2)[(UO_2)_2(ndc)_3]·EtOH(8),(H_2-bpp)[(UO_2)_2(ndc)_3]·5H_2O(9),(H_2-bpp)[(UO_2)(Hndc)(ndc)]_2·2H_2O(10)和(H_2-bpy)[(UO_2)(ndc)_2](11)(Hp-nba:對硝基苯甲酸,H_2ntp:硝基對苯二甲酸,H_2ndc:1,4-萘二甲酸,bpy:4,4’-聯(lián)吡啶,bpp:1,3-二(4-吡啶基)-丙烷,bpe:1,2-二(4-吡啶基)乙烯,tmp:四甲基吡嗪)。分別利用上述的鈾酰配合物作為光催化劑,四環(huán)素類抗生素作為降解目標,在紫外或可見光下進行光催化性能測試。本論文的研究工作主要分為如下三個部分:第一部分是以對硝基苯甲酸為配體合成了兩例配合物1和2,并對它們光降解鹽酸四環(huán)素類抗生素的性能進行了研究。初步探索了配合物1和2光催化降解的最佳使用濃度,以及反應過程的動力學研究。研究結(jié)果顯示配合物1和2的最佳用量濃度均為1.0mg/mL,且符合一級動力學模型。此外,還考察了它們的循環(huán)穩(wěn)定性能。第二部分是采用溶劑熱法合成了三例硝基對苯二甲酸鈾酰配合物,其中,配合物3和4均為二維結(jié)構(gòu),配合物5為三維骨架結(jié)構(gòu)。它們在可見光的作用下對鹽酸四環(huán)素都表現(xiàn)出良好的降解活性。同時還研究了配合物4對金霉素、土霉素、強力霉素等抗生素的光催化性能,結(jié)果表明其對不同四環(huán)素類抗生素具有相近的降解活性。第三部分是在不同溶劑中制備合成了六例1,4-萘二甲酸鈾酰配合物6 11,并對它們的光催化性能進行了研究。在紫外光的照射下,這六例配合物都表現(xiàn)出比較好的催化效果,最高的可達95%,并且降解過程符合一級動力學模型。除此之外,還采用密度泛函理論對這六例配合物進行計算,從分子軌道、吸收光譜和自然鍵級這三方面對它們進行分析,探討結(jié)構(gòu)與理論計算結(jié)果的關(guān)系。從分子軌道的HOMO-LUMO的能量差、結(jié)構(gòu)以及活性位點數(shù)等方面探討了影響光催化性能的因素。
【圖文】：

R3的不同構(gòu)成不同的四環(huán)素類抗生素，如圖1.1和表1.1所示。四環(huán)素類抗生素在全世界范圍內(nèi)得到廣泛的應用，主要用于治療人類及畜禽疾病以及促進動物植物快速生長[32,33]。然而，四環(huán)素類抗生素不易被腸胃消化和吸收，30%到70%均以母體化合物的形式排出體外，留在環(huán)境水體中難以徹底去除，長此以往，必然會造成水體、土壤等的嚴重污染[34]。有研究指出，四環(huán)素類抗生素已經(jīng)在地表水和土壤中被檢測出。例如，Mart ínez-Carballo[35]等人對禽畜糞便中的四環(huán)素類抗生素的含量進行了分析，分析結(jié)果顯示氯四環(huán)素、土霉素和四環(huán)素的濃度分別高達46、29和23mg/kg。在2009年，魏瑞成[36]等人在江蘇省范圍內(nèi)多個規(guī)�；B(yǎng)殖場排水口以及周圍環(huán)境水體中

圖 1.2 與 TiO2相比，MOF-5 的導帶和價帶的位置和差值Fig.1.2 The band gap and position for MOF-5 in comparison with those of TiO2Ma[97]等在水熱條件下合成了以金屬鈷為中心的配合物[Co2(L1)(L2)]·4.25H2O(1金屬配合物是四面體 L1和 L2配體連接相鄰的 Co(II)原子形成的一個三維自穿插結(jié)圖 1.3）。為了研究其光催化活性，選擇亞甲基藍（MB），羅丹明 B（RhB）和活性X3B）作為染料污染物的代表，在凈化它們的過程中評估金屬配合物光催化效果。5 W 高壓汞燈（最大輸出 365 nm）的照射下，降解率分別為 95%在 75 分鐘內(nèi)、6 10 小時內(nèi)、57%在 10 小時內(nèi)。從以上實驗結(jié)果可以看出，在紫外光下，該金屬配對 MB 的降解效果最好，同時，金屬有機配合物在可見光下對 MB 也有光降解效 5 小時后，降解率可以達到 50%。然而，對 RhB 和 X3B 卻沒有降解效果。說明該有機配合在光降解 MB，RhB 和 X3B 是有選擇性。最近，鐵基金屬有機配合物吸引來越多的關(guān)注，然而到目前為止，還不知道他們是否可以被用來降解四環(huán)素。Wang人對比了三種鐵基的金屬有機配合物材料對四環(huán)素的降解性能，如圖 1.4 實驗結(jié)果在可見光下 Fe-MIL-101 展現(xiàn)了最好的光降解性能，降解率達到 96.6%。此外，還
【學位授予單位】：寧波大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703;O643.36

【參考文獻】

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本文編號：2654066