四環(huán)素類抗生素（TCs）作為一類廣譜抗生素藥物被廣泛用于治療人類和動(dòng)物疾病,但由于人類和動(dòng)物對其代謝較差,大量的TCs被人類和動(dòng)物排泄進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng),嚴(yán)重威脅到水源生態(tài)安全。因此,開發(fā)一種高效的催化降解體系對于去除水中TCs,維護(hù)綠色生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要。本文采用綠色環(huán)保的方法制備了兩種不同石墨烯復(fù)合氣凝膠（3D CoFe₂O₄/N-rGA和3D CoMn₂O₄/N-rGA）用于活化過氧單硫酸鹽（PMS）降解水中四環(huán)素模擬廢水（TC）和土霉素模擬廢水（OTC）:1.3D CoFe₂O₄/N-rGA的制備及其活化PMS降解TC性能和機(jī)理研究在體系一中,通過水熱法制備了一種負(fù)載規(guī)則CoFe₂O₄納米顆粒的氮摻雜還原氧化石墨烯復(fù)合氣凝膠（3D CoFe₂O₄/N-rGA）,用于活化PMS產(chǎn)生羥基自由基（^·OH）和硫酸根自由基(SO₄

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

環(huán)境中抗生素的潛在來源和傳播途徑[9]

蘭州大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文3D氮摻雜石墨烯復(fù)合氣凝膠的制備及水中抗生素去除研究5活性炭借助于高孔隙度，巨大的表面積和高吸附能力等特征，已被廣泛用于去除廢水中的有機(jī)污染物，例如抗生素污染物等[21]。生物質(zhì)炭憑借原料易得，成本低廉及表面積大，在抗生素去除研究中也表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景[22]。碳納米管具有很高的范德華指數(shù)，在許多環(huán)境修復(fù)應(yīng)用中顯示出廣闊前景，已經(jīng)成功應(yīng)用于水中抗生素的去除研究[23]。石墨烯依靠自身的-OH，-COOH官能團(tuán)的與抗生素中存在的-NH2，-OH，-COOH相互作用，實(shí)現(xiàn)了對水中抗生素高效去除[16]。圖1-2碳基材料吸附抗生素的機(jī)理示意圖[20]1.2.3.2化學(xué)法-高級氧化工藝隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人為化學(xué)物質(zhì)（例如藥品、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、農(nóng)藥和工業(yè)化學(xué)品等）及其降解代謝物正日益成為人類健康和水生生物的重大威脅。在各種水體環(huán)境中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量持久性有機(jī)污染物存在，它們不能通過現(xiàn)有常規(guī)的廢水處理系統(tǒng)有效地去除[16]。為了解決這一問題，許多先進(jìn)的處理技術(shù)用于抗生素污染物的去除，包括碳吸附[17-20]和高級氧化工藝（AOPs）[23-28]、厭氧/好氧生物濾池系統(tǒng)（BAFs）[30-33]。與碳吸附和BAFs相比，AOPs實(shí)現(xiàn)了污染物進(jìn)行充分降解，避免了二次污染。此外，AOPs能夠適用于極端的操作條件實(shí)現(xiàn)對于特定污染物的完全礦化[26,28]。

蘭州大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文3D氮摻雜石墨烯復(fù)合氣凝膠的制備及水中抗生素去除研究6基于自由基的AOPs，通常認(rèn)為是由各種活化的超氧化物（臭氧，PMS等）產(chǎn)生OH，SO4-及O2-通過電子轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)抗生素污染物的氧化降解[23]。例如，芬頓（Fenton）反應(yīng)和催化臭氧化吸附技術(shù)借助過氧化氫（H2O2）和臭氧（O3）活化用于產(chǎn)生的OH實(shí)現(xiàn)對有機(jī)污染物的氧化降解[24]。SR-AOPs是一種類似于Fenton的氧化降解系統(tǒng)，但由于其出色的氧化性能，被視為Fenton反應(yīng)和催化O3氧化吸附的替代技術(shù)。SO4-可由PMS和過氧二硫酸鹽（PDS）產(chǎn)生，與OH（1.8-2.7V，<1μs）相比，具有更大的氧化還原電勢（2.5-3.1V）和更長的壽命（30-40ms），并且比Fenton反應(yīng)（pH≈3）更適用于更寬的pH范圍[27]。圖1-3PMS主要活化方法[26]基于以上原因，PMS活化產(chǎn)生SO4-氧化降解有機(jī)污染物已經(jīng)新的研究熱點(diǎn)。PMS是一種不對稱氧化劑，可以被激活以產(chǎn)生OH和SO4-，如公式[1-1]-[1-3]所示闡明了PMS被激活用于降解有污染物的過程。如今，由于PMS的高反應(yīng)活性以及產(chǎn)生SO4-的潛力，PMS已經(jīng)成為H2O2和O3的替代品[24]。文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)道了多種PMS活化方法（圖1-3），包括過渡金屬（均相和異相）、紫外線、超聲、傳導(dǎo)電子和碳催化劑等。PMS主導(dǎo)的SR-AOPs對于解決對于水中各種難以降解的有機(jī)污染物一種理想的方案[26]。Catalyst+HSO5-→SO4.-+H2O[1-1]SO4.-+OH-→SO42-+.OH[1-2]SO4.-/.OH+OrganicPollutants→Intermediates→CO2+H2O[1-3]1.2.3.2生物法-厭氧/好氧生物濾池系統(tǒng)生物降解抗生素污染物主要包括生物轉(zhuǎn)化和生物分解兩部分，最終形成不同


本文編號：3597411