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土霉素光催化降解的特性研究

李红亮  
【摘要】:随着抗生素的大规模生产和应用,水环境中抗生素的污染问题已成为当前研究的热点。四环素类抗生素大量应用于医疗和禽畜养殖,是目前使用最广的抗生素之一。由于抗生素的生物难降解性,常规的水处理技术很难将其完全去除,光催化氧化技术作为一种新兴的水处理技术在抗生素降解方面有良好的应用前景。 本论文选取土霉素作为研究对象,本研究采用模拟太阳光作为光催化降解的光源,以纳米级二氧化钛作为催化剂,研究了不同条件下土霉素光催化降解反应的影响因素,并运用液相色谱-质谱对土霉素原溶液和降解后的样品溶液进行了分析,结果表明:pH对光催化反应影响很大,随着溶液pH的增大,光催化反应中土霉素的去除率显著提高。催化剂投加量对光催化反应的影响比较大,随着二氧化钛投加量的增加,土霉素的去除率不断提高。土霉素的光催化降解反应符合一级反应动力学,随着土霉素初始质量浓度的增加,光催化反应速率常数减小。腐殖酸(Humic acid,HA)和Ca~(2+)对土霉素光催化反应的影响类似,在实验研究的浓度范围内,溶液中低浓度的HA(≤1mg/L)和Ca~(2+)(≤0.1mmol/L)对反应有促进作用,高浓度的HA(≥2mg/L)和Ca~(2+)(≥0.2mmol/L)有抑制作用。NO_3-和Fe~(3+)对光催化反应都有促进作用,在实验研究的浓度范围内,NO_3-(0-1.0mmol/L)和Fe~(3+)(0-10μmol/L)随着浓度的增加,促进作用不断增强。论文通过质谱分析得出了土霉素光催化降解的三类主要产物并据此推测了其可能的两条降解途径。


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