發(fā)布時間：2024-05-12 07:46

　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,水中抗生素的頻繁檢出引起了人們對水環(huán)境安全問題的高度關(guān)注。磺胺甲惡唑(SMX)是在多種水域中檢出率較高的典型磺胺類抗生素。近年來,高級氧化技術(shù)(AOPs)因其能快速降解各種有機污染物而在水處理領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。價廉、無毒、環(huán)境友好型的Fe²⁺離子是最為常見的活化劑,但直接投加Fe²⁺會引入陰離子并消耗氧化劑和自由基。零價鐵(ZVI)具有來源廣泛和操作簡單的特點,是替代Fe²⁺參與高級氧化反應(yīng)的合理鐵源。目前ZVI的低反應(yīng)活性是其參與AOPs反應(yīng)的一個重要障礙,因此如何提升ZVI的活性已成為基于ZVI高級氧化技術(shù)的研究熱點。本研究以磺胺甲惡唑為目標(biāo)污染物,從硫化改性ZVI和外加弱磁場(WMF)兩個角度活化基于ZVI的AOPs去除水中SMX的效能,并研究其活化作用機制。利用間歇實驗研究不同因素對上述兩種方法活化ZVI高級氧化體系去除水中SMX的效能影響。再通過表征手段明晰零價鐵活性提升的機制、化學(xué)猝滅實驗與電子順磁共振光譜(EPR)共同鑒別反應(yīng)中產(chǎn)生的自由基種類以及質(zhì)譜實驗解析SMX的可能降解路徑�？疾炝�...

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略符號表
第1章 緒論
    1.1 課題來源與背景
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題背景
    1.2 水中磺胺甲惡唑的污染現(xiàn)狀與處理研究進展
        1.2.1 磺胺甲惡唑的檢出情況
        1.2.2 磺胺甲惡唑去除技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 基于零價鐵的高級氧化技術(shù)
        1.3.1 ZVI在水中的主要反應(yīng)機理
        1.3.2 ZVI/H₂O₂ 高級氧化技術(shù)
        1.3.3 ZVI/K₂S₂O₈ 高級氧化技術(shù)
    1.4 基于零價鐵高級氧化技術(shù)存在的問題以及強化技術(shù)的提出
        1.4.1 基于零價鐵高級氧化技術(shù)存在的問題
        1.4.2 強化零價鐵除污染技術(shù)及其在基于零價鐵高級氧化技術(shù)中的應(yīng)用..
        1.4.3 基于硫化零價鐵的高級氧化技術(shù)
        1.4.4 弱磁場強化基于零價鐵高級氧化技術(shù)
    1.5 課題的目的、意義和主要研究內(nèi)容
        1.5.1 研究的目的和意義
        1.5.2 研究主要內(nèi)容和技術(shù)路線圖
第2章 實驗材料和分析方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗方法
        2.2.1 硫化活化ZVI/H₂O₂和ZVI/K₂S₂O₈ 降解SMX的實驗過程
        2.2.2 弱磁場活化ZVI/H₂O₂和ZVI/K₂S₂O₈ 降解SMX的實驗過程
        2.2.3 動力學(xué)研究方法
    2.3 分析方法
        2.3.1 磺胺甲惡唑的分析方法
        2.3.2 EPR測定自由基
        2.3.3 降解產(chǎn)物的分析方法
        2.3.4 比表面積分析
        2.3.5 掃描電子顯微鏡(SEM)表征
        2.3.6 拉曼光譜(Raman)分析
        2.3.7 X射線電子能譜(XPS)分析
        2.3.8 粒徑分析
        2.3.9 電化學(xué)分析
第3章 硫化活化ZVI/H₂O₂和ZVI/K₂S₂O₈ 降解SMX的效能研究
    3.1 引言
    3.2 硫化零價鐵的SEM表征
    3.3 溶液初始pH值對S-ZVIbm活化H₂O₂、K₂S₂O₈ 降解SMX效能的影響
        3.3.1 溶液初始pH值對S-ZVIbm/H₂O₂ 降解SMX效能的影響
        3.3.2 溶液初始pH值對S-ZVIbm/K₂S₂O₈ 降解SMX效能的影響
    3.4 S-ZVI^bm活化K₂S₂O₈ 降解SMX的影響因素研究
        3.4.1 零價鐵初始濃度的影響
        3.4.2 K₂S₂O₈ 初始濃度的影響
        3.4.3 SMX初始濃度的影響
        3.4.4 不同背景陰離子的影響
        3.4.5 硫化對空氣老化零價鐵活化K₂S₂O₈ 降解SMX效能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 弱磁場活化ZVI/H₂O₂和ZVI/K₂S₂O₈ 降解SMX的效能研究
    4.1 引言
    4.2 零價鐵的SEM表征與BET比表面積測定
    4.3 弱磁場對不同來源ZVI活化H₂O₂和K₂S₂O₈ 降解SMX效能的影響
        4.3.1 弱磁場對不同來源ZVI活化H₂O₂ 降解SMX效能的影響
        4.3.2 弱磁場對不同來源ZVI活化K₂S₂O₈ 降解SMX效能的影響
    4.4 弱磁場活化ZVI/H₂O₂和ZVI/K₂S₂O₈ 體系降解SMX的影響因素研究
        4.4.1 溶液初始pH值的影響
        4.4.2 零價鐵初始濃度的影響
        4.4.3 氧化劑初始濃度的影響
        4.4.4 SMX初始濃度的影響
        4.4.5 不同背景陰離子的影響
    4.5 弱磁場和硫化聯(lián)合活化ZVI/K₂S₂O₈ 降解SMX
    4.6 本章小結(jié)
第5章 硫化和弱磁場活化ZVI/H₂O₂和ZVI/K₂S₂O₈ 降解SMX的機理研究
    5.1 引言
    5.2 硫化和弱磁場提升ZVI活性的機理研究
        5.2.1 硫化處理提升ZVI活性的機理研究
        5.2.2 弱磁場提升ZVI活性的機理研究
    5.3 硫化和弱磁場對ZVI活化H₂O₂和K₂S₂O₈ 過程中自由基的影響
        5.3.1 硫化對ZVI活化K₂S₂O₈ 過程中自由基的影響
        5.3.2 弱磁場對ZVI活化H₂O₂和K₂S₂O₈ 過程中自由基的影響
    5.4 SMX的降解路徑分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利
致謝
個人簡歷



本文編號：3971075