【摘要】：抗生素排放到環(huán)境中會(huì)增加生態(tài)系統(tǒng)的耐藥性,給水生生物乃至人類健康帶來潛在威脅。呋喃西林(NFZ)作為一種低成本、高效的廣譜抗菌藥物,廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中胃腸道和皮膚病的治療。然而,濫用抗生素會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響,使人類致病的微生物產(chǎn)生耐藥性。由于抗生素對(duì)傳統(tǒng)水處理中微生物有抑制作用,在污水處理廠中很難用常規(guī)方法有效地去除抗生素,含硝基呋喃類抗生素的水經(jīng)常被排放到環(huán)境中。由于電化學(xué)方法具有環(huán)保和高效的特性,被認(rèn)為是最有效的預(yù)處理技術(shù)之一,而電極在電化學(xué)技術(shù)中發(fā)揮重要作用,因此,本文主要內(nèi)容如下:(1)采用一步電沉積的方法將氧化石墨還原成還原石墨沉積在泡沫鎳上,制備出石墨烯-泡沫鎳電極,對(duì)呋喃西林在電極表面的降解性能及降解路徑進(jìn)行了研究。通過循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗分析證實(shí)沉積的石墨烯能加速了電子從陰極表面到呋喃西林的傳遞。而且在-1.25 V的電壓下,30 min內(nèi)呋喃西林(濃度為20mg dm~(-3))降解效率能達(dá)到99%以上,與單獨(dú)的泡沫鎳電極降解相比(0.0186min~(-1)),有較高的反應(yīng)速率常數(shù)(0.1297 min~(-1))。同時(shí),電勢(shì)、pH、溶液中溶氧量和呋喃西林初始濃度對(duì)石墨烯-泡沫電極的降解呋喃西林均有影響。其反應(yīng)首先是硝基(-NO_2),C=N鍵和N-N鍵被還原產(chǎn)生含呋喃的環(huán)狀產(chǎn)物,然后轉(zhuǎn)化為開環(huán)線型產(chǎn)物。在石墨烯-泡沫鎳泡沫電極上的呋喃西林還原主要是電子的直接還原。該電極在循環(huán)18個(gè)周期后,去除率在1 h內(nèi)仍然達(dá)到98%,并且陰極降解過程可以消除呋喃西林的抗菌活性。(2)采用電沉積的方法在泡沫鎳表面沉積鈀,制備鈀-泡沫鎳電極。在-1.25V的電壓下,呋喃西林(濃度為20 mg dm~(-3))在1 h內(nèi)降解效率達(dá)到99%,且隨著陰極電勢(shì)從-0.35 V到-1.25 V,呋喃西林的去除速度越快,效率越高,而且適用于處理不同濃度的呋喃西林,與石墨烯-泡沫鎳電極相比,鈀-泡沫鎳電極還原呋喃西林的還原途徑和還原產(chǎn)物相同,陰極降解過程可以消除呋喃西林的抑菌性,但是在鈀-泡沫鎳電極呋喃西林更傾向于產(chǎn)生開環(huán)產(chǎn)物,且呋喃西林的還原主要是間接還原為主。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O646.54

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2606077