發(fā)布時(shí)間：2017-04-14 03:11

  本文關(guān)鍵詞：納米ZnO-石墨烯處理抗生素類制藥廢水的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：抗生素廢水是當(dāng)前廢水處理的一大難題,被排入自然界中的抗生素嚴(yán)重污染水體環(huán)境,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染,也對(duì)人類身體健康造成巨大傷害。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)石墨烯與ZnO報(bào)道頗多,在降解染料廢水、重金屬離子效果良好。但將其應(yīng)用在處理抗生素廢水方面的研究較少,所以本文研究ZnO、ZnO/RGO對(duì)頭孢他啶、鹽酸四環(huán)素的去除效率。氧化石墨烯(GO)的制備與表征：采用改進(jìn)Hummers方法以天然石墨為原料制備得到氧化石墨烯。將所得氧化石墨烯通過XRD、TEM進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。XRD圖譜中氧化石墨烯在20=10.2°左右出現(xiàn)了一個(gè)較強(qiáng)的衍射峰,說明Hummers方法可以有效剝離出氧化石墨烯層。樣品SEM表征圖譜可見,天然石墨經(jīng)過強(qiáng)氧化作用已被剝離成為層狀氧化石墨烯層。納米氧化鋅(ZnO)的制備及其光催化性能研究：通過醇熱法在500℃高溫煅燒下,制備納米氧化鋅,并通過XRD、SEM、FT-IR對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行表征。純納米ZnO的對(duì)頭孢他啶降解率在pH為8,反應(yīng)時(shí)間為80min,納米ZnO投加量為15mg/50mL時(shí)可以達(dá)到62.5%左右；鹽酸四環(huán)素降解效率在pH為8,反應(yīng)時(shí)間為100min,納米ZnO投加量為15mg/50mL時(shí)可達(dá)到68.45%左右,可見納米ZnO對(duì)光催化降解效率有限,并且催化劑在5次重復(fù)利用后,降解率急劇下降,說明納米ZnO由于其自身多次反應(yīng)后,較易團(tuán)聚,光生電子-空穴對(duì)速度降低,從而光催化效率不穩(wěn)定。納米氧化鋅/石墨烯復(fù)合光催化劑(ZnO/RGO)的制備及其光催化性能研究：利用水熱法成功制備了納米ZnO/RGO復(fù)合光催化降解材料,并通過XRD、SEM、FT-IR、TG對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。對(duì)ZnO/RGO復(fù)合光催化材料降解性能進(jìn)行研究,結(jié)果表明,其對(duì)頭孢他啶降解率在pH為7,反應(yīng)時(shí)間為100min,納米ZnO/RGO投加量為20mg/50mL時(shí)可達(dá)89.04%；在pH為8,反應(yīng)時(shí)間為100min,納米ZnO/RGO投加量為20mg/50mL時(shí)對(duì)鹽酸四環(huán)素降解率可達(dá)93.87%,納米ZnO與RGO復(fù)合大大降低了其自身的團(tuán)聚,極大程度上改善了納米ZnO的催化性能,提高了其降解效率。由于石墨烯是電子受體,為溶液中電子的傳輸提供了高效的載體,抑制了光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合,提高了復(fù)合物的光催化性能。同時(shí)對(duì)降解材料進(jìn)行五次重復(fù)利用實(shí)驗(yàn),在五次循環(huán)內(nèi),納米ZnO/RGO的光催化性能降低較少,說明納米ZnO/RGO較純納米ZnO性質(zhì)穩(wěn)定,可被多次進(jìn)行催化反應(yīng),催化效率較高。本文通過純ZnO與ZnO/RGO對(duì)抗生素廢水處理效果進(jìn)行對(duì)比,所制備的復(fù)合材料是抗生素廢水處理的良好的催化劑,最大去除率在93.87%左右,在實(shí)際抗生素廢水處理方面有廣泛的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：光催化 ZnO GO 石墨烯復(fù)合材料(ZnO/RGO) 抗生素廢水
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X787
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 半導(dǎo)體光催化機(jī)理概述11-12
• 1.3 ZnO綜述12-13
• 1.3.1 ZnO的概述12
• 1.3.2 ZnO的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.3.3 納米ZnO的制備方法12
• 1.3.4 提高納米ZnO光催化性能的方法12-13
• 1.4 石墨烯和氧化石墨烯13-14
• 1.4.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)13
• 1.4.2 石墨烯的制備13-14
• 1.4.3 氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)14
• 1.5 抗生素廢水的處理方法14-15
• 1.5.1 生物處理技術(shù)15
• 1.5.2 物理處理方法15
• 1.5.3 化學(xué)處理技術(shù)15
• 1.6 本文的目的、意義及內(nèi)容15-17
• 2 氧化石墨烯的制備與表征17-22
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分18-19
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑18
• 2.1.2 儀器與設(shè)備18
• 2.1.3 氧化石墨烯(GO)的制備18
• 2.1.4 氧化石墨烯(GO)的表征18-19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)表征結(jié)果與討論19-20
• 2.2.1 XRD表征結(jié)果19-20
• 2.2.2 SEM表征結(jié)果20
• 2.3 本章小結(jié)20-22
• 3 納米氧化鋅的制備及光催化性能研究22-36
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分22-26
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑22
• 3.1.2 儀器與設(shè)備22
• 3.1.3 納米氧化鋅的制備22-23
• 3.1.4 納米氧化鋅的結(jié)構(gòu)、形貌測(cè)試表征23-24
• 3.1.5 納米氧化鋅對(duì)頭孢他啶的光催化性能測(cè)試24-25
• 3.1.6 納米氧化鋅對(duì)鹽酸四環(huán)素的光催化性能測(cè)試25-26
• 3.1.7 光催化劑重復(fù)性分析26
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論26-35
• 3.2.1 納米氧化鋅的XRD、SEM、FT-IR測(cè)試表征26-28
• 3.2.2 納米氧化鋅對(duì)頭孢他啶的光催化性能測(cè)試28-31
• 3.2.3 納米氧化鋅對(duì)鹽酸四環(huán)素的光催化性能測(cè)試31-34
• 3.2.4 催化劑重復(fù)性考察34-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 4 ZnO/RGO的制備及光催化性能研究36-49
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分36-38
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑36-37
• 4.1.2 儀器與設(shè)備37
• 4.1.3 納米氧化鋅/石墨烯(ZnO/RGO)的制備37
• 4.1.4 ZnO/RGO的結(jié)構(gòu)、形貌測(cè)試表征37-38
• 4.1.5 ZnO/RGO對(duì)頭孢他啶的光催化降解38
• 4.1.6 ZnO/RGO對(duì)鹽酸四環(huán)素的光催化性能測(cè)試38
• 4.1.7 催化劑重復(fù)性分析38
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論38-48
• 4.2.1 ZnO/RGO的XRD、SEM、FT-IR、TG測(cè)試表征38-41
• 4.2.2 ZnO/RGO對(duì)頭孢他啶的光催化性能測(cè)試41-44
• 4.2.3 ZnO/RGO對(duì)鹽酸四環(huán)素的光催化性能測(cè)試44-47
• 4.2.4 催化劑重復(fù)性考察47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 5 討論49-52
• 5.1 氧化石墨烯的制備49
• 5.2 納米氧化鋅的制備及光催化性能研究49-51
• 5.3 ZnO/RGO的制備及光催化性能研究51-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-61
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：305070