環(huán)丙沙星(CIP)是一種典型的喹諾酮類(lèi)抗生素,不僅廣泛用于農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖,而且在動(dòng)物和人類(lèi)醫(yī)學(xué)中用于治療疾病。據(jù)報(bào)道,在廢水、河流、地下水等水生生態(tài)系統(tǒng)中均廣泛檢測(cè)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(huì)導(dǎo)致新的抗生素抗性基因和細(xì)菌的形成,對(duì)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(lái)去除環(huán)境中的CIP,這對(duì)創(chuàng)造綠色和諧的生態(tài)環(huán)境大有裨益。本文設(shè)計(jì)了一種新型無(wú)鐵光電類(lèi)芬頓體系,分別使用WO₃/g-C₃N₄和NiO/g-C₃N₄復(fù)合催化劑,實(shí)現(xiàn)了CIP的快速降解和高效礦化。與單一光催化體系和類(lèi)電芬頓體系相比,這種具有可見(jiàn)光活性的WO₃/g-C₃N₄(1:6)和NiO/g-C₃N₄-60%復(fù)合材料在光電類(lèi)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(dá)到100%。與純的WO₃、NiO和g-C

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jìn)展
        1.3.1 電芬頓技術(shù)
        1.3.2 類(lèi)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?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)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(cè)試方法
    2.6 光電類(lèi)芬頓體系降解CIP的實(shí)驗(yàn)操作
    2.7 H₂O₂濃度的測(cè)定方法
    2.8 密度泛函理論計(jì)算
第3章 Z-型WO₃/g-C₃N₄在新型無(wú)鐵光電類(lèi)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(diǎn)
        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(xiàn)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(xiàn)和孔徑分析
        3.1.5 X射線(xiàn)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(jiàn)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(xiàn)性?huà)呙璺睬�(xiàn)
    3.3 光電類(lèi)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(duì)比
        3.3.2 WO₃、g-C₃N₄和WO₃/g-C₃N₄(1:6)降解效果對(duì)比
        3.3.3 光電類(lèi)芬頓體系中有無(wú)Fe²⁺的降解效果對(duì)比
        3.3.4 溶液p H值對(duì)降解效率的影響
        3.3.5 機(jī)械混合物與復(fù)合材料降解效果對(duì)比
        3.3.6 H₂O₂在不同pH值時(shí)的濃度變化
        3.3.7 不同催化體系降解效果對(duì)比
        3.3.8 不同催化過(guò)程總有機(jī)碳的變化
    3.4 密度泛函理論(DFT)計(jì)算
    3.5 CIP的降解途徑
    3.6 光電類(lèi)芬頓體系的降解機(jī)理分析
        3.6.1 不同體系H₂O₂濃度對(duì)比
        3.6.2 液體EPR測(cè)試
        3.6.3 犧牲劑實(shí)驗(yàn)
        3.6.4 WO₃類(lèi)電芬頓反應(yīng)有無(wú)異丙醇的對(duì)照實(shí)驗(yàn)
        3.6.5 光電協(xié)同催化機(jī)理
    3.7 WO₃/g-C₃N₄光電類(lèi)芬頓體系的穩(wěn)定性
        3.7.1 光電類(lèi)芬頓體系循環(huán)實(shí)驗(yàn)
        3.7.2 催化劑使用前后XRD和 FTIR光譜對(duì)比
    3.8 本章小結(jié)
第4章 花形NiO/g-C₃N₄在新型無(wú)鐵光電類(lèi)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(diǎn)
        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(xiàn)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(xiàn)和孔徑分析
        4.1.5 X射線(xiàn)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(jiàn)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(lèi)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(duì)比
        4.3.2 NiO、g-C₃N₄和NiO/g-C₃N₄-60%降解效果對(duì)比
        4.3.3 光電類(lèi)芬頓體系中有無(wú)Fe²⁺的降解效果對(duì)比
        4.3.4 溶液pH值對(duì)降解效率的影響
        4.3.5 不同催化體系降解效果對(duì)比
        4.3.6 不同催化過(guò)程總有機(jī)碳的變化
    4.4 光電類(lèi)芬頓體系的降解機(jī)理分析
        4.4.1 不同體系H₂O₂濃度對(duì)比
        4.4.2 液體EPR測(cè)試
        4.4.3 犧牲劑實(shí)驗(yàn)
        4.4.4 光電協(xié)同催化機(jī)理
    4.5 NiO/g-C₃N₄光電類(lèi)芬頓體系的穩(wěn)定性
        4.5.1 光電類(lèi)芬頓體系循環(huán)實(shí)驗(yàn)
        4.5.2 NiO/g-C₃N₄-60%使用前后的XRD和 FTIR光譜對(duì)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(xiàn)
發(fā)表論文及參加科研情況說(shuō)明
致謝



本文編號(hào)：3825630