改性生物炭对水中四环素的吸附和催化氧化协同去除研究

发布时间：2023-05-10 05:12

　　水体受抗生素污染逐渐成为人类潜在的安全隐患,是当前亟需解决的环境问题。高级氧化技术去除有机污染物效率高、可降解有机物范围广、反应速度快。许多研究表明生物炭(BC)对有机污染物同时具有吸附作用和催化氧化作用,但性能有限。为此,本研究以黄葛树为原材料制备生物炭,探讨了紫外辐照和尿素改性处理生物炭对四环素(TC)的吸附和催化氧化降解性能的影响及其作用机制。主要研究结果如下:(1)在黄葛树生物炭/H₂O₂反应体系中,生物炭对TC的去除包括吸附和催化氧化两种机制,其中催化氧化占主要作用。BC700对生物炭的吸附率仅为14.66%,但BC700/H₂O₂体系对TC的去除率可达83.34%。随着生物炭制备温度的增加,生物炭对TC的吸附能力以及催化过氧化氢降解TC的能力均有所提高。(2)紫外辐照改性对生物炭吸附TC作用提高不明显,但对生物炭的催化性能提高作用明显。当紫外辐照时长为4h时,每个制备温度的生物炭催化性能都有所提高,其中改性后的BC700/H₂O₂体系对TC的去...

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【学位级别】：硕士

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英文摘要
1 绪论
    1.1 抗生素废水处理概述
        1.1.1 水体抗生素污染
        1.1.2 抗生素废水处理技术
    1.2 碳基材料去除水中抗生素研究进展
        1.2.1 常见的碳基材料
        1.2.2 碳基材料对抗生素的吸附去除机制
        1.2.3 碳基材料对抗生素的催化降解机制
    1.3 生物炭去除水中抗生素
    1.4 生物炭改性方法
    1.5 课题研究内容及技术路线
        1.5.1 课题的提出
        1.5.2 主要研究内容
        1.5.3 创新点
        1.5.4 技术路线
2 材料与方法
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 实验药品和试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 生物炭的制备和改性
        2.2.1 生物炭制备
        2.2.2 生物炭的紫外辐照改性
        2.2.3 生物炭的尿素改性
    2.3 生物炭对TC废水处理
        2.3.1 TC废水的配制
        2.3.2 吸附动力学实验
        2.3.3 H₂O₂单独氧化实验
        2.3.4 生物炭催化H₂O₂氧化降解实验
    2.4 分析与测试
        2.4.1 生物炭的表征
        2.4.2 水中TC测定
        2.4.3 动力学模型拟合
        2.4.4 统计分析
3 生物炭去除水中TC的研究
    3.1 引言
    3.2 生物炭对TC的吸附
    3.3 生物炭对TC的催化降解
    3.4 制备温度对生物炭表面官能团的影响
    3.5 生物炭吸附和催化作用与官能团相关性分析
    3.6 本章小结
4 紫外改性生物炭去除水中TC的研究
    4.1 引言
    4.2 紫外改性生物炭对TC的吸附
    4.3 紫外改性生物炭催化过氧化氢降解TC
        4.3.1 紫外辐照时长的影响
        4.3.2 紫外辐照改性时长对生物炭催化性能的影响
    4.4 紫外辐射对生物炭吸附和催化活性影响分析
    4.5 本章小结
5 尿素改性生物炭去除水中TC的研究
    5.1 引言
    5.2 尿素浓度对改性生物炭吸附性能影响
    5.3 尿素浓度对改性生物炭去除TC的影响
    5.4 尿素改性对生物炭去除TC的影响机制
    5.5 改性生物炭去除抗生素效果比较
    5.6 本章小结
6 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
附录
    A.改性前后生物炭的XPS图谱
    B.学位论文数据集
致谢



本文编号：3813101