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《华南理工大学》 2015年
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石墨烯-二氧化钛复合材料对泰乐菌素的吸附和光解研究

曾晓明  
【摘要】:抗生素在医药和养殖业中的大量使用,使得众多抗生素以原药或代谢物的形式进入环境,由于这些抗生素仍具有一定的生物活性,将可能对生态环境产生潜在的危害。近年来,抗生素作为一种新兴的“假持久性”污染物,其在环境中的环境行为及污染控制受到了环境工作者的广泛关注。抗生素的去除技术存在着处理效率低,产生二次污染等缺点。Ti O2光催化氧化具有性质稳定,无二次污染以及对污染物的矿化程度高等优点,但由于其光催化特性只能在紫外光条件下激发,限制了其在污染控制领域的应用。为了提高对可见光的利用效率,本研究利用石墨烯对二氧化钛进行改性处理,制备出一种新型石墨烯-二氧化钛复合光催化材料(G-Ti O2),以泰乐菌素(tylosin,TYL)作为典型抗生素的代表,研究了G-Ti O2对TYL的吸附行为及在可见光条件下的光解特性,为抗生素污染控制提供技术支持。研究发现:1.以石墨烯为模版可以制备出一种石墨烯-二氧化钛复合材料,二氧化钛主要呈线状形式,其直径为20~50nm,排列在石墨烯表面,石墨烯和二氧化钛以Ti-O-C化学键结合,且石墨烯-二氧化钛复合材料中Ti O2为锐钛矿晶型。2.TYL在G-Ti O2上的吸附作用呈明显的非线性,吸附过程满足准二级动力学模型,吸附数据可以用Langmuir模型较好的拟合,吸附容量随着溶液p H值的增加而增加,总体吸附过程可能是静电作用、范德华作用力、氢键作用、表面络合作用共同作用的结果。3.在模拟自然光照条件下,G-Ti O2对TYL具有较好的光解效果,石墨烯掺杂量为1%时,复合材料对TYL的光解率可达55.4%,且具有较好的重复利用率。光解率与TYL的初始浓度呈反比;且随溶液p H值的增大呈现先增加后减小的趋势。G-Ti O2对TYL的光解机制可能与催化剂的电子-空穴分离效率提高有关。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X505;TB33

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【参考文献】
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