抗生素作为一类广谱抗菌药物,广泛用于人类和畜牧养殖业的抗菌治疗,然而由于生物体的不完全吸收,大量的抗生素通过生物体代谢被排放到水和土壤中,对环境造成潜在的威胁。因此,由抗生素引起的环境毒性问题亟待解决。目前,高级氧化和吸附是去除污染物的有效方法且经济实用,已成功应用于水污染处理厂（WWTPs）。影响这两大工艺实际应用的关键分别是高级氧化降解中的催化剂和吸附过程中的吸附剂。制备高效的催化剂和吸附剂用于提高水中抗生素的去除效率是本文的主要研究内容。磁性碳纳米复合材料具有分散均匀的活性位点、稳定的多孔结构、疏水的石墨碳基质和便于磁性分离的特点,有潜力应用于污染物治理领域。此外,磁性碳纳米复合材料可以通过不同的方法和途径制备获取。本文通过高温煅烧金属盐、碳源和氮源制备得到过渡金属氮碳复合物,其具有制备简单、成本低、稳定性高且催化活性高等优点。为获得较高稳定性和便于回收利用的吸附剂,我们利用具有多孔结构和较大的比表面积的金属有机骨架（MOFs）作为前体制备多功能金属碳纳米复合材料。基于此,制备的过渡金属氮碳复合物和双MOFs碳化衍生材料,因具备较高的石墨化程度和较大的材料比表面积,其成为高效的非均相Fenton催化剂或吸附剂用于去除抗生素,但迄今为止相关的研究工作还很缺乏。为此,本论文以盐酸四环素（TC）和磺胺嘧啶（SDZ）为研究对象,制备了三种多孔磁性碳纳米复合材料,并探究了它们作为类芬顿催化剂和新型吸附剂对抗生素的去除性能,主要开展了:（1）Fe/N-C-x/H₂O₂类芬顿体系超声辅助降解TC的研究;（2）双金属MOFs碳化衍生的多孔Zn_xCo_1.5-xO@Cs有效吸附去除水中TC的研究;（3）MIL-100（Fe）@ZIF-8碳化衍生的微孔磁性纳米碳复合材料吸附去除水中SDZ的研究。全文共四章,主要内容如下:第1章:我们通过对去除抗生素的有关文献进行调研,从抗生素的分类、抗生素的使用现状及环境危害、常用的治理工艺方法、过渡金属氮碳化物和MOFs碳化衍生材料五个方面对抗生素污染及治理研究现状进行介绍。第2章:传统均相Fenton催化剂主要存在不稳定和较低的过氧化氢催化利用率、有铁淤泥产生和低效的降解性能等缺陷,限制了实际应用范围。因此,制备一种具有较高催化活性和优异稳定性的催化剂用于污染物氧化降解研究是十分必要的。本文将葡萄糖、九水硝酸铁和氯化铵充分研磨混合均匀后,转至氮气保护下的高温管式炉中碳化得到多孔磁性Fe/N-C-x催化材料（x表示加入的不同金属盐摩尔比）,用于去除水中的TC。通过SEM、HRTEM、VSM、XRD和N₂吸附-解吸等表征手段对催化剂进行了表征,结果表明制备的Fe/N-C-x呈现片状堆积的多孔结构,其中铁氧化物纳米颗粒均匀分布在石墨碳基质中,有强的顺磁性。为探究Fe/N-C-x的氧化酶和过氧化物酶催化性质,实验在超声（US）和外加氧化剂（H₂O₂）条件下评估Fe/N-C-x对TC的降解效果,实验表明Fe/N-C-2表现出较高的TC去除效率。实验还讨论了pH、Fe/N-C-2用量、H₂O₂浓度和超声功率等参数对催化过程的影响。四个条件优化实验结果表明,在pH=3-11范围内Fe/N-C-2都表现出较高的降解效率。干扰实验结果表明,共存阴离子和腐殖酸（HA）几乎不影响TC的去除效果。在最优实验条件下,Fe/N-C-2/US/H₂O₂降解体系能达到94%的TC和39%的TOC去除效率。此外,催化剂的重复利用实验表明,Fe/N-C-2具有优异的稳定性,在连续6次降解TC实验后去除效率仍保持在83%左右。第3章:本研究通过一步法合成了一系列具有不同形貌的Zn-Co-BTCs,并在高温管式炉中煅烧转化为二元金属氧化物@碳复合物(Zn_xCo_1.5-xO@Cs,x表示前体中加入的金属盐摩尔比,其中x=0、0.25、0.5、0.75和1.5)。实验通过SEM、TEM、XRD、FT-IR、Zeta电位、TG、N₂吸附-解吸和XPS光谱分析等一系列表征方法对Zn_xCo_1.5-xO@Cs的结构和性质进行分析。与其他对比材料相比,Zn_0.5CoO@C表现出优异的TC吸附性能,并且Zn_0.5CoO@C吸附去除TC的过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型。为优化实验操作条件,我们探究了主要的实验影响因素如pH、吸附剂用量、不同浓度的HA和阳离子等反应参数。在最佳实验条件下,吸附剂Zn_0.5CoO@C循环利用10次后仍保留75%左右的TC去除效率。通过表征和模型模拟结果分析出吸附剂Zn_0.5CoO@C对TC的吸附机理主要是疏水作用、π-π相互作用和TC与吸附剂碳结构中有机官能团的氢键作用。第4章:本实验采用静置法合成MIL-100（Fe）@ZIF-8,并在氮气保护下高温煅烧得到多孔磁性纳米碳复合材料（CMZ）,用以去除水中广泛分布的抗生素污染物SDZ。我们通过XRD、N₂吸附-解吸、TG、SEM、TEM、XPS和饱和磁化强度等表征手段分析了磁性纳米复合材料CMZ的结构性质。为进一步探究纳米复合材料CMZ对水溶液中SDZ的吸附去除能力,我们对主要的吸附影响因素如pH、吸附剂浓度、干扰离子浓度和腐殖酸浓度等条件进行了优化,并完成吸附等温线模型模拟和动力学模型模拟。拟合结果表明吸附体系符合准二级动力学模型和Freundlich模型,吸附过程先后受液膜扩散和粒子内扩散控制。结合干扰离子对CMZ吸附去除SDZ的影响实验和不同离子浓度下CMZ的Zeta电位分析证实CMZ吸附去除SDZ存在静电吸附作用。在最优的吸附条件下,达到吸附平衡时10 mg/L的SDZ吸附容量为98.6 mg/g。