磁性納米材料吸附-降解水環(huán)境中氧氟沙星抗生素.pdf

1、抗生素是一種治療細(xì)菌感染類疾病的藥物，水體中即使微量的抗生素殘余都會導(dǎo)致細(xì)菌耐藥性的增強，因此抗生素廢水排放前必須經(jīng)過無害化處理。
　　由于具有良好的非均相Fenton反應(yīng)催化性能以及可磁分離等特點，F(xiàn)e3O4納米粒子及其改性、復(fù)合材料被廣泛研究。本文采用化學(xué)合成法制備了磁性Fe3O4納米粒子及其復(fù)合粒子，研究其對氧氟沙星抗生素的催化氧化降解以及吸附去除作用。
　　首先，制備了Fe3O4納米粒子，結(jié)合幾種羧酸構(gòu)成Fe3O4/

2、羧酸-H2O2非均相Fenton體系降解氧氟沙星抗生素，考察了羧酸種類、濃度、反應(yīng)溫度、pH值等因素對降解效率的影響，并探究了體系催化氧化的機理。結(jié)果表明抗生素催化降解率隨著羧酸濃度增大、溶液酸性增加、降解反應(yīng)溫度升高而提高，均利于氧氟沙星的降解，F(xiàn)e3O4/羧酸-H2O2體系是以·OH為主要活性物種的表面催化為主導(dǎo)的催化降解反應(yīng)。反應(yīng)機制為羧酸通過羧基與表面鐵離子發(fā)生絡(luò)合，促進(jìn)了Fe2+與Fe3+之間的循環(huán)，產(chǎn)生更多的自由基，促進(jìn)了非

3、均相Fenotn反應(yīng)及其降解率。
　　此外，本論文還制備了CeO2/Fe3O4復(fù)合納米催化劑，考察CeO2復(fù)合量、反應(yīng)溫度、pH值等因素對體系降解效率的影響，并探究了Ce元素提高Fe3O4催化活性的機理。結(jié)果表明，CeO2/Fe3O4催化活性隨CeO2復(fù)合量、溫度以及酸度的升高而增強，CeO2/Fe3O4-H2O2體系是以·OH為主要活性物種的表面催化為主導(dǎo)的催化降解反應(yīng)。CeO2通過自身的類Fenton反應(yīng)以及氧空位的電子轉(zhuǎn)移對

4、Fe3O4的催化反應(yīng)起到協(xié)同強化的作用。
　　最后，為研究不同復(fù)合體系處理氧氟沙星廢水的方法，本文制備Fe3O4/蒙脫石（Fe3O4/MMT）復(fù)合粒子，將其作為吸附劑用以去除水體中的氧氟沙星，研究了蒙脫石含量、溫度、pH值等因素對吸附的影響，并通過動力學(xué)擬合探究復(fù)合粒子對抗生素的吸附機理。結(jié)果表明，飽和吸附量隨Fe3O4/MMT復(fù)合粒子中MMT的含量增加、溫度的升高而增大，最佳吸附pH值為4。Fe3O4/MMT吸附氧氟沙星抗生素的