四環(huán)素類抗生素廣泛使用所造成的水體污染問題,已被特別關注,亟待解決。其中,四環(huán)素的污染問題最為嚴重,四環(huán)素與鹽酸結(jié)合所形成的鹽酸四環(huán)素（TCH）水溶性很高、化學性質(zhì)非常穩(wěn)定,在水環(huán)境中長期大量存在,會嚴重威脅人體健康和水環(huán)境安全,進行有效控制迫在眉睫。光催化作為一種高級氧化水處理手段,對水中難降解有機物的去除具有明顯的優(yōu)勢。其中,針對應用性強的可見光催化技術,還可進行更深入的探討。對于以上問題,本文以石墨烯氮化碳（g-C₃N₄）為基礎,利用半導體復合的方式增強其可見光活性,圍繞水中TCH的去除難題展開了一系列研究,得到以下研究結(jié)果。通過簡單的高溫熱縮合-行星球磨方法,制備了g-C₃N₄/TiO₂復合光催化劑,并對制備條件進行了優(yōu)選。實驗中將可見光下催化劑對水中TCH的降解效果作為評價指標,完成了催化劑的優(yōu)選制備,并利用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、紫外-可見漫反射光譜（UV-vis DRS）等分析測試手段對催化劑的理化性質(zhì)進行了解析。... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

四環(huán)素的結(jié)構(gòu)式鹽酸四環(huán)素（TCH）作為人類及家禽服用藥劑時，存在片劑、粉針劑等劑型，

1.4.1 g-C3N4的起源及發(fā)展氮化碳最早發(fā)現(xiàn)于 1834 年，被認為是最古老的聚合物之一。然而自其被發(fā)現(xiàn)以后，這種材料的研究停留了 150 多年。直到 Cohen 和 Liu 在β-Si3N4結(jié)構(gòu)基礎上，產(chǎn)生了β-C3N4具有超高硬度的猜想，才再次啟動了氮化碳材料的研究工作。隨后，Niu 和 Cohen 通過脈沖激光刻蝕成功地合成了一種無定形和高結(jié)晶度的固體，并且將這種混合物認定為β-C3N4。β-C3N4對硅和鎳基板都具有良好的附著力，兼具高硬度和熱穩(wěn)定性。對于氮化碳，存在著多種同分異構(gòu)體，如α-C3N4、β-C3N4、準立方-C3N4、立方-C3N4以及 g-C3N4。其中，g-C3N4被認為是在正常環(huán)境條件下最穩(wěn)定的形式。g-C3N4的二維結(jié)構(gòu)可以被描繪為部分氮原子取代的石墨骨架，碳原子和氮原子以sp2 方式雜化，形成了具有共軛結(jié)構(gòu)的類石墨平面。作為石墨類似物，g-C3N4中的層間距離較小，與石墨相比堆積更密集。對于 g-C3N4，三嗪環(huán)和 3-s-三嗪環(huán)在初始階段被認為是其組成中的兩種基本單元，結(jié)構(gòu)分別如下圖 1-2 中 a、b 所示。后經(jīng)密度泛函理論計算推測以及實驗證實，3-s-三嗪環(huán)形成的 g-C3N4熱力學性質(zhì)更穩(wěn)定，因此 3-s-三嗪環(huán)是 g-C3N4的基本構(gòu)造單元這一觀點目前被更廣泛接受。

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文（2）光催化去除 TCH 效能探討。g-C3N4/TiO2復合光催化劑可見光去除 TCH 過程受多種因素影響。由此，實驗中探究了不同因素對可見光催化降解 TCH 過程的影響，包括：降解體系初始 pH值、催化劑劑量、TCH 初始濃度、常見的雜離子等。另外，考慮到催化劑的成本及活性問題，進行了催化劑的循環(huán)性實驗來驗證其穩(wěn)定性，同時驗證了催化劑以實際廢水為背景時對 TCH 的去除效能。（3）光催化去除 TCH 機制解析。不同的活性物種在可見光催化過程中起到不同的作用，另外明確 TCH 在降解過程中的轉(zhuǎn)化方式也尤其重要。因此，通過自由基捕獲實驗、紫外-可見全波長掃描以及 UPLC-MS/MS 等手段，分析了光催化過程的主要活性物種、礦化程度以及中間產(chǎn)物，隨后完成了 TCH 降解路徑的解析，最終提出了合理的光催化機理。1.5.3 技術路線本研究的技術路線如圖 1-3 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3356117