pH和DO对光催化燃料电池降解氧氟沙星影响研究

发布时间：2020-04-12 11:27

【摘要】：水环境中抗生素污染日益受到人们的关注,而光催化燃料电池既能降解污染物同时还能回收能量而被看作是一种高效、节能的水处理技术。本文选取水环境污染严重、检出率高的氧氟沙星(OFX)作为目标污染物,通过UVA-LED/TiO_2 NTs光催化燃料电池(UVA-LED/TiO_2 NTs PFC)对氧氟沙星溶液进行降解,研究pH和溶解氧(DO)浓度对降解过程的影响。单室UVA-LED/TiO_2 NTs PFC对氧氟沙星的降解服从拟一级反应动力学模型,降解率从大到小的实验条件依次为pH=7pH=3pH=11;通过自由基抑制剂实验表明超氧自由基在不同pH条件下都有一定的贡献作用,羟基自由基在pH=3的条件下贡献作用大于pH=7和11,空穴在pH=7的贡献作用大于pH=3和11;无氧条件下单室UVA-LED/TiO_2 NTs PFC对氧氟沙星的降解效率较DO充足条件下稍有下降,通过双室UVA-LED/TiO_2 NTs PFC降解氧氟沙星调节不同DO浓度的实验表明光生电子能够与氧氟沙星分子直接反应;通过LC/MS分析不同pH和DO浓度实验条件下的中间产物,建立了氧氟沙星降解路径,发现不同实验条件下都发生了羟基化反应、脱甲基反应、哌嗪环氧化反应、脱羧反应和脱氟反应,但是pH=3和7条件下会抑制脱氟反应的发生,而在其他实验条件下都发生了脱氟反应。
【图文】：

图 1.1 氧氟沙星分子结构图Fig.1.1 The structure of ofloxacin molecular的性质性化合物，由于含有羧基基团和胺基基团，为 6.1 和 8.3[38]。在水溶液中，当 pH < pKa2时，，氧氟沙星带负电荷，当 pKa1<pH<pKa或者分子态，如图 1.2[39]和图 1.3 所示。25℃ 3400±141mg/L，辛醇-水分配系数（KOW）为类抗生素是通过抑制细菌的 DNA 解旋酶Ⅱ（topoisomerase Ⅳ）来阻止细菌 DNA 的复制革兰阴性菌的活性以及增强对细菌细胞壁的革兰阳性菌的活性[38]。OfloxacinZwitterionicCationic

图 1.4 液相环境中非均相光催化反应步骤 Heterogeneous photocatalytic reaction steps in liquid env纳米管阵列及应用由独特的优点，二氧化钛在制备过程中可以常见的有纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米纤结构的纳米管阵列相比有比表面积大、可重复管常见的制备方法有 4 种：1996 年首次发现了溶胶凝胶法，然后在 1999 年开发了水热法和[72]。不同的方法有各自的优缺点，总结见表
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;TM911.45

【参考文献】

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本文编号：2624665