四環(huán)素（TC）是一種常用的抗生素類藥物,由于其廣泛存在于養(yǎng)殖廢水中且難以通過常規(guī)水處理技術(shù)完全去除,已在許多自然水環(huán)境中被檢出,對人類或其他生物體的健康造成潛在威脅。光催化技術(shù)是一種能夠處理水體中難降解有機物的清潔、高效的技術(shù),因此,有必要開發(fā)出一種在可見光下具有高催化活性且經(jīng)濟環(huán)保的光催化劑用于水中四環(huán)素的降解。釩酸鉍（BiVO₄）是一種窄帶隙光催化劑,它具有可見光響應(yīng)高、化學性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點,但也存在光生電子與空穴復(fù)合速率過快的缺點。為了提升BiVO₄的應(yīng)用空間,本研究利用BiVO₄具有{010}晶面活性的特點對其進行晶面改性,并通過與氧化鋅（Zn O）復(fù)合進一步提高了對四環(huán)素的降解能力,并探討了該復(fù)合光催化劑降解水體中四環(huán)素的機理。具體的研究結(jié)論如下:（1）以三氯化鈦（Ti Cl₃）作為結(jié)構(gòu)導向劑,通過水熱法合成了一系列具有不同{010}晶面強度的BiVO₄;并將Zn O納米顆粒通過水熱法原位生長在其表面,制備了一系列不同組分配比的BiVO₄/Zn O... 

【文章來源】：南京大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

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環(huán)境中四環(huán)素的來源和轉(zhuǎn)移途徑[14]

南京大學碩士學位論文第1章緒論4圖1.2中國不同流域的抗生素生態(tài)毒理風險評價[16]。Figure1.2EcotoxicologicalriskassessmentofantibioticsinriversofChina[16].由于四環(huán)素被普遍應(yīng)用在養(yǎng)殖業(yè)，因此四環(huán)素是養(yǎng)殖水體中最常見的抗生素之一。Wang等人在北京某養(yǎng)豬飼養(yǎng)場的廢水樣品中檢測到四環(huán)素的含量為126.0~388.7μg/L[18]。養(yǎng)殖廢水中的四環(huán)素若處理不當很可能進入土壤，并對土壤環(huán)境造成負面影響，Wu等人從位于北京、天津和嘉興三個城市的九個養(yǎng)豬場附近的農(nóng)田土壤采樣，檢測到土壤中的四環(huán)素抗性基因與土壤中殘留的四環(huán)素濃度密切相關(guān)[19]。四環(huán)素抗性基因也是養(yǎng)殖廢水中最常見的抗性基因，然而，在傳統(tǒng)的厭氧處理養(yǎng)殖廢水的過程中，四環(huán)素抗性基因很難被去除，甚至還會因厭氧污泥中吸附的大量四環(huán)素而出現(xiàn)增殖[20]。在長江三角洲飲用水處理廠中檢測到的四環(huán)素抗性基因含量為105~106cpoies/ml，16S-rRNA的數(shù)量級為107~109cpoies/ml[21]。因此，為了減少四環(huán)素以及四環(huán)素抗性基因?qū)θ梭w健康的影響，尋找一種高效清潔的處理方式降解含四環(huán)素的廢水是十分必要的。1.1.2水體中四環(huán)素的去除方法四環(huán)素是一種復(fù)雜的有機化合物，一般來說，其去除的途徑有物理化學法、生物化學法和高級氧化法。

南京大學碩士學位論文第1章緒論7生化法在處理低濃度四環(huán)素廢水上存在效率低、并可能引起四環(huán)素濃度上升的缺點，因此較少作為單一工藝使用，多與電化學工藝等耦合聯(lián)用。例如，Li等人[36]將微生物燃料電池（MFC）與膜生物反應(yīng)器（MBR）通過導電膜陰極結(jié)合，并在其中填充了顆粒狀活性炭（GAC），既可以提高發(fā)電效率，又可以減少膜的結(jié)垢現(xiàn)象，與傳統(tǒng)的膜生物反應(yīng)器相比更加節(jié)能，出水水質(zhì)也更好，在將四環(huán)素作為模型污染物時實現(xiàn)了90%以上的去除率。1.1.2.3高級氧化法高級氧化法（AdvancedOxidationProcess，簡稱AOPs）是一類通過將有機污染物直接氧化礦化，從而將其從水體中去除的方法，其特點是能夠在反應(yīng)過程中產(chǎn)生具有強氧化性的自由基，以達到將復(fù)雜大分子氧化分解成簡單低毒小分子、進而完全礦化的目的。高級氧化法的優(yōu)點在于反應(yīng)速率快、能耗低、無二次污染。根據(jù)激發(fā)自由基方式的不同，可將高級氧化法分為光催化法、電催化法、芬頓法等。（1）光催化法半導體光催化劑在紫外光或可見光的激發(fā)下，當激發(fā)能量大于催化劑導帶（CB）與價帶（VB）之間的禁帶寬度時，價帶中的電子（e-）就會被激發(fā)至導帶，同時在價帶上形成空穴（h+），如圖1.3所示；當光生電子和空穴遷移至光催化劑表面時，就能與催化劑表面吸附的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，進一步生成活性更高的自由基等中間體，這些高活性物質(zhì)將復(fù)雜有機物降解成低毒小分子，這一過程被稱為水處理中的光催化法。圖1.3半導體光催化機理示意圖[37]。Figure1.3Schematicdiagramofphotocatalyticmechanisminsemiconductors[37].


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