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水杨酸(SA)和抗生素类物质都是难降解的有机污染物。这些物质不仅会对环境产生生态毒性,造成难直接治理的污染,而且会随着食物链最终进入人体,危害着人类的生命健康。由于这些物质有较强的环境稳定性,很难通过传统处理技术有效的去除。因此,光催化作为一种具有廉价、无毒、稳定、低能耗等优点的技术而被广泛应用于水环境的治理中。为了提高光催化剂的选择性和回收率,我们引入了磁性材料且将分子印迹和光催化技术相耦合来提高光催化剂的功能化,实现环境中SA和抗生素类有机污染物的高效处理。具体内容如下: (1)通过溶胶-凝胶法合成磁性二氧化钛(mag-TiO2)复合光催化剂,并以此来去除SA有机污染物。通过TEM、SEM、BET、FT-IR、XRD、VSM等仪器对该催化剂进行了系统的表征。结果表明所制的mag-TiO2复合光催化剂:具有核-壳结构,直径约为290 nm,有良好的分散性、化学稳定性和磁特性(Ms=22.11 emu/g);对SA有良好的吸附能力和较快吸附速率。在最佳实验条件下,吸附过程遵循准二级反应动力学和Langmuir吸附等温方程。同时,由热力学参数可知该吸附过程是一个自发的吸热过程。另外,由光催化降解实验可知该光催化剂具有良好的降解活性,并对其机理进行了深入探讨。 (2)本实验主要通过溶胶-凝胶法合成了以环丙沙星(CIP)为模板分子的无机印迹TiO2/C/Fe3O4复合光催化剂。通过一系列实验考察发现,CIP为0.05mmol,洗脱时间为4h时制备的无机印迹TiO2/C/Fe3O4复合光催化剂,在可见光下照射120min,降解CIP溶液,降解率可达80%左右,对CIP表现出了良好的光催化活性。在选择性实验中发现,相比于TiO2/C/Fe3O4而言,无机印迹TiO2/C/Fe3O4对CIP溶液的降解效果更好,但对四环素的降解活性不高,说明无机印迹TiO2/C/Fe3O4对CIP具有良好的光催化活性和较高的选择性。 (3)以二氧化钛纳米管(TNT)作载体,TC为模板分子,制备导电印迹P3HT/Fe3O4/TNT复合光催化剂。通过SEM、TEM、EDS、ICP、XRD等仪器对导电印迹P3HT/Fe3O4/TNT光催化剂进行了形貌和性质的表征。经过实验考察发现,当聚合时间为12h、P3HT为0.02g时制备的导电印迹P3HT/Fe3O4/TNT光催化剂,在紫外光照射下,对TC的光降解效果最好,降解率可达85%。在选择性考察的实验中发现,与TNT相比,导电印迹P3HT/Fe3O4/TNT对TC的光催化活性高,且对TC的降解效果明显优于对CIP的。经过循环实验证明导电印迹P3HT/Fe3O4/TNT具有相当好的光化学稳定性,可多次重复使用于光降解实验中。综上所述,P3HT/Fe3O4/TNT对TC具有良好的光催化活性、较高的选择性以及稳定的光化学稳定性。