新型碳球负载纳米铁的制备及其去除水中抗生素研究

发布时间：2018-04-01 05:25

本文选题：功能性复合材料　切入点：协同作用　出处：《昆明理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：甲硝唑(MNZ)是世界上最重要的商业抗生素之一。MNZ因其高抗菌性而被广泛用于治疗人类和动物的病菌感染。即使微量浓度的抗生素存在于水体中也可能对水生生物和人体造成潜在危害。然而,传统的去除工艺常受限于高昂的设备和复杂的操作过程。近年来,纳米零价铁(NZVI)因比表面积大、活性高、卓越的还原性能和环境友好特性而在地下水修复和原位修复得到广泛应用。由于NZVI颗粒表面能高且自身存在磁性导致其易团聚,高反应活性也使其容易被氧化失去反应活性。为了使NZVI技术能更好的应用于实际,研究者们尝试用负载的方式来改善NZVI颗粒的团聚和氧化。本论文以葡萄糖为原料经水热法制备出碳球(CSs),再首次通过液相还原法创新性地将NZVI负载至碳球CSs上,制备出CSs改性的NZVI复合材料(NZVI/CSs)。本论文研究对CSs、NZVI和NZVI/CSs进行了表征分析,包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)。结果表明,NZVI颗粒成功负载到了 CSs表面。CSs的存在有效的减少了 NZVI的聚集,使其具有更高的活性、优秀的稳定性和分散性。对比实验结果表明,三种材料对MNZ去除效率的高低顺序依次为:NZVI/CSsNZVICSs。在反应6 min后,NZVI/CSs对MNZ的去除效率可达到94.18%,而NZVI和CSs仅为36.45%和8.78%。另外,本论文还研究了 NZVI/CSs去除MNZ过程中的几个影响因素,包括铁碳比、甲硝唑初始浓度、pH和反应温度。结果表明,当铁碳比为2:1时,在反应90min后,NZVI/CSs对MNZ去除效果的性能最优(90.89%)。同时去除效率随着MNZ的初始浓度和pH值的增加而降低;随着反应温度的增加而升高。动力学研究表明,NZVI/CSs去除MNZ过程符合修正的二阶参数假一级动力学模型。基于高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)对中间产物或终产物分析,提出了 NZVI/CSs去除MNZ的降解机理。NZVI与CSs之间的原电池机理对于促进NZVI/CSs对MNZ的降解起到至关重要的作用。本论文研究为抗生素废水处理提供了一种有前途的可选择性材料。
[Abstract]:In recent years , NZVI / CSs have been widely used in groundwater remediation and in - situ remediation .

【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

【参考文献】