磺胺二甲嘧啶在水环境中的光化学行为及光催化降解研究
发布时间：2024-05-30 19:58
近年来,医用与兽用抗生素在天然水环境中的广泛存在引起科学界和公众的强烈关注。这些抗生素的环境归趋,包括迁移和转化,至今仍未被熟知。光解是抗生素在水环境中降解的一种重要的非生物降解途径,研究抗生素在水环境中的光化学行为对于评估抗生素对水环境的生态影响有重要意义。为了控制和消除抗生素对环境的污染,开发经济、高效和环境友好的高级氧化技术成为被关注的另一个研究热点。石墨型氮化碳(g-C3N4)是近年来人们发现的具有可见光响应的新型非金属光催化剂,具有稳定性高、耐酸碱和便于改性的优点。为了评价光化学反应对抗生素在水环境中归趋的影响和应用光催化去除水溶液中抗生素的可行性,本研究以磺胺类抗生素中的磺胺二甲嘧啶(Sulfamethazine,SMT)为目标物,系统研究了其在水环境中的光化学行为,以及在氮化碳作用下的光催化降解行为。本研究的主要结论如下：(1)在模拟太阳光照射下,研究了纯水中SMT的光解机制及光解路径。在模拟太阳光照射下,pH6.9的缓冲溶液中SMT直接光解量子产率为2.92×10-2,SMT在水环境中的光解过程主要包括直接光解和自敏化光解,且作为主要降解方式的直接光解反应速率快于其自敏...
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略语表
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 抗生素药物概述
1.1.2 磺胺类抗生素药物概述
1.2 抗生素在水环境中的迁移与转化
1.3 环境光化学基本原理
1.3.1 光化学反应的基础
1.3.2 光化学反应的类型
1.3.3 光化学反应的动力学
1.3.4 影响抗生素在水环境中光解的因素
1.4 氮化碳概述
1.4.1 氮化碳的制备
1.4.2 氮化碳的改性
1.4.3 氮化碳的应用
1.5 磺胺类抗生素药物在水环境中的光化学行为
1.6 本文的研究内容和意义
1.6.1 研究内容
1.6.2 研究意义
第二章 实验仪器、试剂及分析测试方法
2.1 实验仪器与试剂
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品
2.2 光源和反应器的选择
2.2.1 光源的选择
2.2.2 光化学反应器材料及类型的选择
2.3 溶液配制
2.3.1 磺胺二甲嘧啶甲醇标准溶液的配制
2.3.2 缓冲溶液的配制
2.3.3 磺胺二甲嘧啶水溶液的配制
2.4 测试方法及标准曲线的绘制
2.4.1 磺胺二甲嘧啶残留浓度的测定
2.4.2 磺胺二甲嘧啶标准曲线的绘制
2.4.3 磺胺二甲嘧啶降解产物的测定
2.4.4 同时测定磺胺二甲嘧啶与N4-乙酰化磺胺二甲嘧啶的方法
2.4.5 总有机碳分析
2.4.6 离子色谱
2.5 计算
2.5.1 光量子产率
2.5.2 一级动力学参数计算
2.5.3 二级速率常数
2.6 磺胺二甲嘧啶在水溶液中的光解
2.6.1 水解实验
2.6.2 光解实验
2.6.3 光催化降解实验
2.7 发光菌毒性测试
第三章 纯水中磺胺二甲嘧啶的光解动力学、机理及毒性变化
3.1 初始浓度对磺胺二甲嘧啶光解的影响
3.2 磺胺二甲嘧啶自敏化光解机理的研究
3.3 溶解氧对磺胺二甲嘧啶光解的影响
3.4 光源对磺胺二甲嘧啶光解的影响
3.5 pH值对磺胺二甲嘧啶光解的影响
3.6 磺胺二甲嘧啶光解过程对发光菌毒性的影响
3.7 磺胺二甲嘧啶光解的主要产物及光解路径
3.8 本章小结
第四章 水中溶解性物质对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.1 无机盐对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.2 金属离子对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.2.1 铁离子对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.2.2 亚铁离子对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.3 表面活性剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.3.1 阳离子表面活性剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.3.2 阴离子表面活性剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.3.3 非离子表面活性剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.4 光敏剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.4.1 丙酮对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.4.2 双氧水对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.5 山梨酸对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.6 腐植质对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.7 本章小结
第五章 水中溶解性物质共存对磺胺二甲嘧啶光解的复合影响
5.1 不同形态氮对磺胺二甲嘧啶光解的协同影响
5.2 表面活性剂对双氧水光敏化降解磺胺二甲嘧啶的影响
5.3 磺胺二甲嘧啶乙酰化代谢产物对磺胺二甲嘧啶光解的影响
5.4 Fe3+/Fe2+对磺胺二甲嘧啶光解的协同作用研究
5.5 实际水样对磺胺二甲嘧啶光解的影响
5.6 本章小结
第六章 磺胺二甲嘧啶在g-C3N4作用下的光催化降解
6.1 催化剂的表征
6.2 氮化碳光催化降解实验
6.2.1 光催化降解的预实验
6.2.2 不同催化剂的催化活性比较
6.2.3 光敏剂对磺胺二甲嘧啶光催化降解的影响
6.2.4 主要活性物种的鉴定
6.2.5 催化剂的重复利用
6.2.6 光催化降解产物及机理
6.3 小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间已发表和待发表的论文
致谢
本文编号：3984730
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略语表
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 抗生素药物概述
1.1.2 磺胺类抗生素药物概述
1.2 抗生素在水环境中的迁移与转化
1.3 环境光化学基本原理
1.3.1 光化学反应的基础
1.3.2 光化学反应的类型
1.3.3 光化学反应的动力学
1.3.4 影响抗生素在水环境中光解的因素
1.4 氮化碳概述
1.4.1 氮化碳的制备
1.4.2 氮化碳的改性
1.4.3 氮化碳的应用
1.5 磺胺类抗生素药物在水环境中的光化学行为
1.6 本文的研究内容和意义
1.6.1 研究内容
1.6.2 研究意义
第二章 实验仪器、试剂及分析测试方法
2.1 实验仪器与试剂
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品
2.2 光源和反应器的选择
2.2.1 光源的选择
2.2.2 光化学反应器材料及类型的选择
2.3 溶液配制
2.3.1 磺胺二甲嘧啶甲醇标准溶液的配制
2.3.2 缓冲溶液的配制
2.3.3 磺胺二甲嘧啶水溶液的配制
2.4 测试方法及标准曲线的绘制
2.4.1 磺胺二甲嘧啶残留浓度的测定
2.4.2 磺胺二甲嘧啶标准曲线的绘制
2.4.3 磺胺二甲嘧啶降解产物的测定
2.4.4 同时测定磺胺二甲嘧啶与N4-乙酰化磺胺二甲嘧啶的方法
2.4.5 总有机碳分析
2.4.6 离子色谱
2.5 计算
2.5.1 光量子产率
2.5.2 一级动力学参数计算
2.5.3 二级速率常数
2.6 磺胺二甲嘧啶在水溶液中的光解
2.6.1 水解实验
2.6.2 光解实验
2.6.3 光催化降解实验
2.7 发光菌毒性测试
第三章 纯水中磺胺二甲嘧啶的光解动力学、机理及毒性变化
3.1 初始浓度对磺胺二甲嘧啶光解的影响
3.2 磺胺二甲嘧啶自敏化光解机理的研究
3.3 溶解氧对磺胺二甲嘧啶光解的影响
3.4 光源对磺胺二甲嘧啶光解的影响
3.5 pH值对磺胺二甲嘧啶光解的影响
3.6 磺胺二甲嘧啶光解过程对发光菌毒性的影响
3.7 磺胺二甲嘧啶光解的主要产物及光解路径
3.8 本章小结
第四章 水中溶解性物质对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.1 无机盐对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.2 金属离子对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.2.1 铁离子对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.2.2 亚铁离子对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.3 表面活性剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.3.1 阳离子表面活性剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.3.2 阴离子表面活性剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.3.3 非离子表面活性剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.4 光敏剂对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.4.1 丙酮对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.4.2 双氧水对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.5 山梨酸对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.6 腐植质对磺胺二甲嘧啶光解的影响
4.7 本章小结
第五章 水中溶解性物质共存对磺胺二甲嘧啶光解的复合影响
5.1 不同形态氮对磺胺二甲嘧啶光解的协同影响
5.2 表面活性剂对双氧水光敏化降解磺胺二甲嘧啶的影响
5.3 磺胺二甲嘧啶乙酰化代谢产物对磺胺二甲嘧啶光解的影响
5.4 Fe3+/Fe2+对磺胺二甲嘧啶光解的协同作用研究
5.5 实际水样对磺胺二甲嘧啶光解的影响
5.6 本章小结
第六章 磺胺二甲嘧啶在g-C3N4作用下的光催化降解
6.1 催化剂的表征
6.2 氮化碳光催化降解实验
6.2.1 光催化降解的预实验
6.2.2 不同催化剂的催化活性比较
6.2.3 光敏剂对磺胺二甲嘧啶光催化降解的影响
6.2.4 主要活性物种的鉴定
6.2.5 催化剂的重复利用
6.2.6 光催化降解产物及机理
6.3 小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间已发表和待发表的论文
致谢
本文编号：3984730
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