環(huán)丙沙星(CIP)是一種典型的喹諾酮類抗生素,不僅廣泛用于農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖,而且在動物和人類醫(yī)學(xué)中用于治療疾病。據(jù)報道,在廢水、河流、地下水等水生生態(tài)系統(tǒng)中均廣泛檢測到CIP。由于CIP的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,難以生物降解,其殘留物會導(dǎo)致新的抗生素抗性基因和細(xì)菌的形成,對公眾健康構(gòu)成極大的威脅。因此,迫切需要找到一種有效的方法來去除環(huán)境中的CIP,這對創(chuàng)造綠色和諧的生態(tài)環(huán)境大有裨益。本文設(shè)計了一種新型無鐵光電類芬頓體系,分別使用WO₃/g-C₃N₄和NiO/g-C₃N₄復(fù)合催化劑,實現(xiàn)了CIP的快速降解和高效礦化。與單一光催化體系和類電芬頓體系相比,這種具有可見光活性的WO₃/g-C₃N₄(1:6)和NiO/g-C₃N₄-60%復(fù)合材料在光電類芬頓體系中催化性能優(yōu)異,CIP的降解效率分別在反應(yīng)2 h和1.5 h內(nèi)達到100%。與純的WO₃、NiO和g-C

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 抗生素廢水污染現(xiàn)狀
    1.2 抗生素廢水處理方法
        1.2.1 生物處理方法
        1.2.2 吸附處理方法
        1.2.3 化學(xué)處理方法
            1.2.3.1 超聲氧化
            1.2.3.2 臭氧氧化
            1.2.3.3 光催化氧化
            1.2.3.4 芬頓氧化
            1.2.3.5 電化學(xué)氧化
    1.3 電芬頓及相關(guān)技術(shù)研究進展
        1.3.1 電芬頓技術(shù)
        1.3.2 類電芬頓技術(shù)
        1.3.3 光電芬頓技術(shù)
    1.4 本文的研究意義、研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 創(chuàng)新點
第2章 實驗部分
    2.1 實驗試劑與實驗儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 催化劑的制備
        2.2.1 WO₃/g-C₃N₄的制備
        2.2.2 NiO/g-C₃N₄的制備
    2.3 碳?xì)株帢O的處理
    2.4 材料的表征方法
    2.5 光電化學(xué)測試方法
    2.6 光電類芬頓體系降解CIP的實驗操作
    2.7 H₂O₂濃度的測定方法
    2.8 密度泛函理論計算
第3章 Z-型WO₃/g-C₃N₄在新型無鐵光電類芬頓體系中高效降解CIP的研究
    3.1 WO₃/g-C₃N₄、WO₃和g-C₃N₄形貌結(jié)構(gòu)特點
        3.1.1 掃描電子顯微鏡(SEM)與透射電子顯微鏡(TEM)分析
        3.1.2 X射線衍射分析(XRD)
        3.1.3 傅里葉紅外光譜圖(FTIR)
        3.1.4 N₂吸附脫附等溫線和孔徑分析
        3.1.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.1.6 電子順磁共振譜(EPR)
    3.2 WO₃/g-C₃N₄(1:6)、WO₃和g-C₃N₄的光電化學(xué)性質(zhì)
        3.2.1 紫外可見漫反射光譜
        3.2.2 光致發(fā)光譜
        3.2.3 瞬態(tài)光電流響應(yīng)譜
        3.2.4 交流阻抗譜
        3.2.5 線性掃描伏安曲線
    3.3 光電類芬頓體系中CIP降解的調(diào)控與優(yōu)化
        3.3.1 不同摩爾比的WO₃/g-C₃N₄降解效果對比
        3.3.2 WO₃、g-C₃N₄和WO₃/g-C₃N₄(1:6)降解效果對比
        3.3.3 光電類芬頓體系中有無Fe²⁺的降解效果對比
        3.3.4 溶液p H值對降解效率的影響
        3.3.5 機械混合物與復(fù)合材料降解效果對比
        3.3.6 H₂O₂在不同pH值時的濃度變化
        3.3.7 不同催化體系降解效果對比
        3.3.8 不同催化過程總有機碳的變化
    3.4 密度泛函理論(DFT)計算
    3.5 CIP的降解途徑
    3.6 光電類芬頓體系的降解機理分析
        3.6.1 不同體系H₂O₂濃度對比
        3.6.2 液體EPR測試
        3.6.3 犧牲劑實驗
        3.6.4 WO₃類電芬頓反應(yīng)有無異丙醇的對照實驗
        3.6.5 光電協(xié)同催化機理
    3.7 WO₃/g-C₃N₄光電類芬頓體系的穩(wěn)定性
        3.7.1 光電類芬頓體系循環(huán)實驗
        3.7.2 催化劑使用前后XRD和 FTIR光譜對比
    3.8 本章小結(jié)
第4章 花形NiO/g-C₃N₄在新型無鐵光電類芬頓體系中高效降解CIP的研究
    4.1 NiO/g-C₃N₄、NiO和 g-C₃N₄的形貌結(jié)構(gòu)特點
        4.1.1 掃描電子顯微鏡(SEM)與透射電子顯微鏡(TEM)分析
        4.1.2 X射線衍射分析(XRD)
        4.1.3 傅里葉紅外光譜圖(FTIR)
        4.1.4 N₂吸附脫附等溫線和孔徑分析
        4.1.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
        4.1.6 電子順磁共振譜(EPR)
    4.2 NiO/g-C₃N₄-60%、NiO和 g-C₃N₄的光電化學(xué)性質(zhì)
        4.2.1 紫外可見漫反射光譜
        4.2.2 光致發(fā)光譜
        4.2.3 瞬態(tài)光電流響應(yīng)譜
        4.2.4 交流阻抗譜
    4.3 光電類芬頓體系中CIP降解的調(diào)控與優(yōu)化
        4.3.1 不同質(zhì)量比的NiO/g-C₃N₄降解效果對比
        4.3.2 NiO、g-C₃N₄和NiO/g-C₃N₄-60%降解效果對比
        4.3.3 光電類芬頓體系中有無Fe²⁺的降解效果對比
        4.3.4 溶液pH值對降解效率的影響
        4.3.5 不同催化體系降解效果對比
        4.3.6 不同催化過程總有機碳的變化
    4.4 光電類芬頓體系的降解機理分析
        4.4.1 不同體系H₂O₂濃度對比
        4.4.2 液體EPR測試
        4.4.3 犧牲劑實驗
        4.4.4 光電協(xié)同催化機理
    4.5 NiO/g-C₃N₄光電類芬頓體系的穩(wěn)定性
        4.5.1 光電類芬頓體系循環(huán)實驗
        4.5.2 NiO/g-C₃N₄-60%使用前后的XRD和 FTIR光譜對比
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文及參加科研情況說明
致謝



本文編號：3825630