水資源是人類(lèi)賴(lài)以生存的基礎(chǔ)。近年來(lái)隨著抗生素的大量生產(chǎn)和使用,導(dǎo)致水體抗生素污染日益嚴(yán)重�？股卦谒h(huán)境中的殘留,會(huì)導(dǎo)致慢性毒副作用以及產(chǎn)生耐藥性細(xì)菌等一系列問(wèn)題,并對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響,威脅人類(lèi)健康。吸附法和生物法等傳統(tǒng)水處理工藝均不能有效地去除水中抗生素,納濾和反滲透等膜分離法雖然能去除水中抗生素,但存在耗能高以及膜污染等問(wèn)題。因此,亟需尋找新型、高效的抗生素處理方法。電催化膜技術(shù)是一種將電催化氧化和膜分離技術(shù)耦合的新型水處理技術(shù),具有高效、靈活以及膜污染小等優(yōu)點(diǎn),大幅提升了有機(jī)物降解的效率。因此,研究采用電催化膜技術(shù)處理水中抗生素具有重要應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。目前,常用的電催化膜材料有煤基炭、碳納米管、石墨烯、Ti4O7和金屬鈦等。碳納米管、石墨烯、Ti4O7以及金屬鈦等具有制備工藝復(fù)雜、成本昂貴等缺點(diǎn),難以大規(guī)模應(yīng)用。煤基炭制備的炭膜具有導(dǎo)電性好、孔徑可調(diào)以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn),但也存在著析氧電勢(shì)低以及電催化活性差等缺點(diǎn)。為提高炭膜的電催化活性,可采用表面修飾技術(shù)對(duì)炭膜進(jìn)行改性修飾。四環(huán)素作為一種典型抗生素,是目前最為常用的抗生素之一,是抗生素污水的主要污染物。為此,本研究采用納米催...

【文章頁(yè)數(shù)】：142 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
縮略詞表
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 抗生素污染來(lái)源及危害
    1.3 抗生素去除方法
        1.3.1 生物法
        1.3.2 吸附法
        1.3.3 膜分離法
        1.3.4 高級(jí)氧化法
    1.4 電催化膜技術(shù)研究進(jìn)展
        1.4.1 導(dǎo)電基膜
        1.4.2 非導(dǎo)電基膜
        1.4.3 電催化膜技術(shù)存在問(wèn)題
    1.5 課題研究的目的意義和內(nèi)容
        1.5.1 目的意義
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 材料與試劑
    2.2 設(shè)備及儀器
    2.3 炭基電催化膜制備
        2.3.1 TiO₂/炭膜制備
        2.3.2 Sb-SnO₂/炭膜制備
    2.4 炭基電催化膜組成結(jié)構(gòu)表征
        2.4.1 掃描電鏡
        2.4.2 透射電鏡
        2.4.3 能譜分析
        2.4.4 X射線衍射
        2.4.5 X射線光電子能譜
        2.4.6 比表面積
        2.4.7 紅外光譜
        2.4.8 壓汞分析
        2.4.9 熱重分析
        2.4.10 催化劑負(fù)載量
    2.5 炭基電催化膜電化學(xué)性能表征
        2.5.1 線性伏安掃描
        2.5.2 循環(huán)伏安掃描
        2.5.3 電化學(xué)阻抗
        2.5.4 加速壽命
        2.5.5 計(jì)時(shí)電流
    2.6 炭基電催化膜降解四環(huán)素性能實(shí)驗(yàn)
        2.6.1 實(shí)驗(yàn)工藝流程
        2.6.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        2.6.3 四環(huán)素檢測(cè)方法
    2.7 四環(huán)素降解產(chǎn)物抑菌性能實(shí)驗(yàn)
        2.7.1 培養(yǎng)基和試劑制備
        2.7.2 實(shí)驗(yàn)操作準(zhǔn)備
        2.7.3 菌種活化
        2.7.4 細(xì)菌懸液的制備
        2.7.5 抑菌劑載體的制備
        2.7.6 抑菌圈測(cè)試
第3章 TiO₂/炭膜的制備與性能研究
    3.1 TiO₂/炭膜組成結(jié)構(gòu)
        3.1.1 形貌結(jié)構(gòu)
        3.1.2 元素組成
    3.2 TiO₂/炭膜電性能
    3.3 TiO₂/炭膜對(duì)水中四環(huán)素的去除性能
        3.3.1 TiO₂/炭膜對(duì)水中四環(huán)素的吸附性能
        3.3.2 TiO₂/炭膜對(duì)水中四環(huán)素的電催化降解性能
        3.3.3 TiO₂/炭膜電催化降解四環(huán)素的影響因素
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Sb-SnO₂/炭膜的制備及性能研究
    4.1 Sb-SnO₂/炭膜制備
        4.1.1 先驅(qū)體溶膠配制
        4.1.2 涂覆次數(shù)
        4.1.3 煅燒溫度
    4.2 Sb-SnO₂/炭膜的組成結(jié)構(gòu)
        4.2.1 形貌結(jié)構(gòu)
        4.2.2 元素組成
        4.2.3 比表面積及孔徑
    4.3 Sb-SnO₂/炭膜電化學(xué)性能
        4.3.1 循環(huán)伏安分析
        4.3.2 電化學(xué)阻抗分析
    4.4 Sb-SnO₂/炭膜對(duì)四環(huán)素的去除性能
        4.4.1 Sb-SnO₂/炭膜對(duì)四環(huán)素的吸附性能
        4.4.2 Sb-SnO₂/炭膜對(duì)四環(huán)素的降解性能
    4.5 Sb-SnO₂/炭膜降解四環(huán)素產(chǎn)物的抑菌性能
        4.5.1 對(duì)大腸桿菌抑菌性能
        4.5.2 對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌性能
    4.6 本章小結(jié)
第5章 炭基電催化膜降解四環(huán)素操作條件優(yōu)化
    5.1 單因素實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.1.2 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.2 響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.2.2 回歸模型的建立與分析
        5.2.3 響應(yīng)面與等高線
    5.3 操作條件優(yōu)化
    5.4 本章小結(jié)
第6章 炭基電催化膜降解四環(huán)素機(jī)理研究
    6.1 傳質(zhì)機(jī)理分析
    6.2 電化學(xué)氧化機(jī)理分析
    6.3 四環(huán)素降解路徑分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間取得的成果及發(fā)表的代表性論著
作者簡(jiǎn)歷
致謝



本文編號(hào)：4048650