氧氟沙星和四環(huán)素是水體中比較常見又難于被生物降解的抗生素,已嚴重損害了水體環(huán)境及人體健康。本文采用液相沉積法制備了ZnO薄膜、過渡金屬Co和Ni摻雜ZnO薄膜作為光陽極,用于光電催化降解氧氟沙星和四環(huán)素的研究。實驗中,主要研究的內(nèi)容如下:1、采用一步液相沉積法成功地制備了Co摻雜的ZnO(Co-ZnO)薄膜電極。構(gòu)建了傳統(tǒng)的三電極體系:分別以摻雜薄膜電極、鉑絲、飽和甘汞電極作為工作電極、輔助電極和參比電極,通過施加光照構(gòu)成光電催化體系用于催化降解氧氟沙星(OFL)。文中系統(tǒng)地探討了沉積液中Co(Ⅱ)源的濃度對氧氟沙星去除率的影響。并將直接光照、光催化、電化學氧化與光電催化技術(shù)相比較,討論了這四種方式對氧氟沙星降解率的影響。還通過高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用的方法分析了氧氟沙星降解過程中的中間副產(chǎn)物,提出了一種氧氟沙星可能的降解路徑。實驗結(jié)果表明,與未摻雜的ZnO薄膜作為光陽極相比,以Co-ZnO薄膜電極為光陽極時氧氟沙星的降解效果明顯提高,當Co的摻雜濃度為7.5%時表現(xiàn)出對氧氟沙星最好的降解效率,且光電催化技術(shù)的催化性能遠高于另外三種方法。通過各項表征手段分析對比了ZnO與Co-ZnO薄膜的性質(zhì),證實Co進入ZnO晶格內(nèi)改變了ZnO的光電化學性質(zhì),從而提高了ZnO的光電催化性能。2、同樣采用一步液相沉積法成功地制備了Ni摻雜的ZnO(Ni-ZnO)薄膜電極。以Ni-ZnO薄膜電極為光陽極,通過可見光照射,同時施加+0.8 V的電壓,構(gòu)建光電催化降解體系用于降解四環(huán)素(TC)。在本實驗中,比較了ZnO與Ni-ZnO薄膜電極對四環(huán)素去除率的影響,研究了以不同方法對四環(huán)素的降解效果的差別。結(jié)果表明,Ni-ZnO薄膜對四環(huán)素的光電催化效果明顯高于ZnO薄膜,另外,結(jié)果證明光電催化技術(shù)是四種方法中效果最好的。通過各項表征手段比較了ZnO與Ni-ZnO薄膜的性質(zhì),證實了Ni成功地進入ZnO內(nèi)部,并引起了ZnO的光電化學性質(zhì)的改變,從而提高了光電催化效率。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X703;TQ426;TB383.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 ZnO光電催化技術(shù)的研究背景
    1.2 納米ZnO的制備方法
    1.3 ZnO納米材料的改進研究
    1.4 論文研究背景及實驗設(shè)計思路
2 實驗內(nèi)容
    2.1 主要儀器
    2.2 化學試劑
    2.3 電極的制備
    2.4 分析方法
3 結(jié)果與討論
    3.1 液相沉積法制備Co-ZnO光陽極在可見光下降解氧氟沙星的研究
    3.2 液相沉積法制備Ni-ZnO光陽極在可見光下降解四環(huán)素的研究
4 全文總結(jié)
致謝
參考文獻
附錄 攻讀碩士學位期間的主要成果

【參考文獻】

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1 董林;莊稼;蔣爭濤;張乘凱;周瑩;鄒劍;;固相法制備納米ZnO及其染料敏化太陽電池性能[J];太陽能學報;2015年12期

2 胡春，王怡中，湯鴻霄;多相光催化氧化的理論與實踐發(fā)展[J];環(huán)境科學進展;1995年01期

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本文編號：2848199