【摘 要】
：
随着医疗、农业、养殖业等快速发展,抗生素在各领域均得到了大规模应用,但其滥用已经造成了十分棘手的环境问题。喹诺酮类抗生素逐渐成为我国主要河流、湖泊、甚至海洋中主要的污染源之一,其中左氧氟沙星（LEV）作为第三代喹诺酮类药物代表,用量已跃居世界前列。传统污水厂大多采用生化处理手段,并不适用于难生物降解的抗生素,而基于过硫酸盐的高级氧化技术因性能优异、副产物少等优势受到了广泛关注。在众多活化过硫酸盐的
【基金项目】
：
国家重点研发计划项目“三峡库区水循环演变机制与水安全保障技术集成及应用”（2017YFC0404704）；
论文部分内容阅读
随着医疗、农业、养殖业等快速发展,抗生素在各领域均得到了大规模应用,但其滥用已经造成了十分棘手的环境问题。喹诺酮类抗生素逐渐成为我国主要河流、湖泊、甚至海洋中主要的污染源之一,其中左氧氟沙星（LEV）作为第三代喹诺酮类药物代表,用量已跃居世界前列。传统污水厂大多采用生化处理手段,并不适用于难生物降解的抗生素,而基于过硫酸盐的高级氧化技术因性能优异、副产物少等优势受到了广泛关注。在众多活化过硫酸盐的方式中,钴基催化剂被视作最有效的手段之一,但简单的钴氧化物（如四氧化三钴）由于反应时间长和性质不稳定,催化活性不尽人意。目前已有各种过渡金属掺杂的改良策略被报道,而类金属同样具有金属性质,却几乎没有研究表明其掺杂可起到相同作用,此举甚至还能避免多金属离子浸出所导致的毒性问题。硒（Se）相对于其他类金属显示出了更多的金属性质,且由于硒化物具有不同的氧化状态和良好的电荷转移能力而表现出优异的催化性能。因此,本研究采用煅烧法将Se掺杂入Co3O4中,合成了硒掺杂四氧化三钴（Se@Co3O4）催化剂并研究其活化过一硫酸盐（PMS）降解水中左氧氟沙星的效能与机理。论文主要研究内容与结论如下:（1）合成了全新的PMS催化剂。以六水合硝酸钴、尿素为原料先采用水热合成法制备碱式碳酸钴作为前体,再掺杂硒粉通过于空气氛围中煅烧获得性能最佳的催化剂——Se@Co3O4（前体与硒粉质量比为1:2;煅烧温度为400℃）。各表征结果证明掺杂前后Co3O4和Se@Co3O4被成功合成。掺杂后催化剂由海胆状球形变为珊瑚状球形,但晶体结构并未发生明显改变;两者均呈介孔结构,BET比表面积分别为34.745、25.344 m~2/g;掺杂后催化剂中Co2+/Co3+的摩尔比显著提升（0.81至1.62）,且氧空缺占总氧量（羟基氧、氧空缺及晶格氧）的比重也有所提升。（2）探究了Se@Co3O4/PMS体系的优良性能。该体系在25 min内对LEV（10mg/L、50 m L）的降解率为95.6%,表观速率常数高达0.3905min-1（催化剂投加量40 mg/L、PMS浓度0.2 g/L、p H=6.6、T=25℃）,Se@Co3O4的活化效果明显优于掺杂前和其他研究所制备的催化剂。同时发现体系的降解效率与催化剂投加量、PMS浓度和反应温度呈正相关,随p H的增加呈先增后减趋势;且达到一定程度后,催化剂或PMS的单方面增加并不能显著提高催化性能;而p H对体系的影响与催化剂、污染物表面的电荷性质有关。由于自由基竞争和猝灭影响,Cl-、NO3-、HPO42-与腐植酸（HA）会对体系产生不同程度的干扰。随着PMS浓度的增加,污染物的矿化率逐渐提升。此外,Se@Co3O4/PMS体系对其他类型有机污染物都表现出了不俗的催化降解性能,还可稳定重复使用5次,充分验证了体系良好的普适及循环利用性,侧面印证了其具有推广应用的潜力。（3）揭示了硒掺杂导致催化性能提升的原因及Se@Co3O4/PMS体系降解LEV的过程与机理。X射线光电子能谱（XPS）分析结果表明掺杂后催化剂性能发生显著提升是活性Co2+位点和有助于电子定向转移的氧空缺的含量提高所引起的,此外Se（IV）的引入不仅有助于催化PMS,还能帮助Co3+还原为Co2+。DFT计算结果表明Se@Co3O4具有更好的吸附和电子转移能力,能够拉伸PMS的O-O键长、有利于其断裂产生活性氧物质。自由基猝灭和电子顺磁共振波谱（EPR）实验可看出体系中最重要的活性氧物质为硫酸根自由基(SO4·-),而羟基自由基（·OH）、超氧根自由基(O2·-)和单线态氧（~1O2）也起到了关键作用。高效液相色谱-质谱（HPLCMS）连用技术测定了16种可能的中间产物,推断LEV主要通过三条路径降解,其中喹诺酮结构破坏、脱氟、哌嗪基破坏、苯环及吗啉结构开环是重要步骤。本文对Se@Co3O4/PMS体系的效能影响规律、普适性、循环利用性等进行了较为全面的研究,揭示了类金属掺杂导致催化剂性能提高的原因和水中LEV降解机理,为绿色高效解决水环境抗生素污染提供了理论依据和技术支撑。
其他文献
地铁在方便人们出行的同时,其引发的环境振动问题也不容忽视。列车诱发的环境振动会干扰沿线居民的正常生活,影响精密仪器的使用,甚至导致古建筑物开裂。因此,研究地铁振源引致地表振动的隔振措施具有十分重要的现实意义。针对传统2维方法精度不足、3维方法效率低等问题,本文考察了Yang提出的2.5维有限/无限元法在地铁引致地表振动及隔振分析中的适用性,主要研究内容包括:（1）利用三重傅里叶变换方法求解了移动荷
北方村镇住宅分布分散,负荷分布不均的特点使得集中供暖难以在北方村镇施行。电供暖作为一种清洁能源供暖方式得到国家的大力推行,寒冷地区各地也分别出台了相关的“煤改电”电价补贴政策。然而大多数居民将空调作为电供暖的方式,其产生的高额电费使得村镇居民不使用或仅在极冷环境下使用。蓄热式电供暖充分利用峰谷分时电价政策,夜间蓄热,白天放热,移峰填谷的同时节约相应的运行费用。故针对不同地区特点,结合当地电供暖政策
批判性思维是人们决定相信什么和决定做什么的过程，是学会如何公正、客观地分析数据，同时提出解决问题的方法。它包括知识、认知技能和态度三方面的培养。目前常用于大学生批判性思维测量的工具包括加利福尼亚批判性思维技能测试、加利福尼亚批判性思维倾向问卷、健康科学推理测试和定义问题方法测试等。大学生批判性思维的影响因素包括写作能力的培养、教育、逻辑思维能力、社会亚文化、运动频率和体重指数等。综上，在高等医学教
近年来,全球范围内都面临着建筑结构处于恶化和破损的状态。水泥基复合材料,如混凝土等广泛应用于各种结构。然而,混凝土的脆性拉伸行为可能导致耐久性和结构性能长期的降低。利用不连续纤维降低混凝土的脆性,改善其开裂后的拉伸性能,是20世纪60年代以来结构材料研究的重点。本文主要研究钢筋ECC构件在单轴拉伸作用下的抗拉刚化性能。本文共设计12种不同配筋率和截面尺寸的构件,并对其进行拟静力加载试验。在试验过程
船舶燃气轮机气水分离器的设计过程复杂，其使用时的外部环境、设计工况和性能要求等方面与普通过滤装置有很大差异。为了更好地完成船舶燃气轮机气水分离器结构设计标准的制定工作，结合船舶实际情况分析了船舶燃气轮机气水分离器在设计时应考虑的分离效率、总压损失、过流速度、海洋环境和机械环境等主要因素；介绍了惯性式滤清器、丝网式滤清器和旋风分离器等结构形式在结构设计标准中应规定的重要结构参数；最后简述了船舶气水分
一种燃气轮机旋流器内锥面上槽的加工方法，基于一个工装，包括一个底座，底座的中央设有孔，底座上平面同时设置了倾斜角，倾斜角度等于旋流器喇叭口的内锥面与轴线的角度，所述底座上安装一等高块，等高块的高度等于旋流器的高度，所述等高块固定在底座上；还包括定位板，定位板通过销轴固定在等高块上表面，并将旋流器夹持固定在定位板下表面与底座之间；旋流器的孔径与中央设有孔相通并用于穿过钼丝，旋流器喇叭口内锥面的工作窗
气体的可燃极限是预测火灾、评估爆炸可能性和设计防护系统的关键参数之一,已广泛用作与爆炸有关的定量爆炸风险评估指标。可燃极限一般是指燃料与氧化剂相互混合的预混气体中,火焰无法继续传播的浓度极限,在可燃极限处,火焰将无法继续传播而发生熄火。熄火是一种典型的极限燃烧过程,对包括运输和发电在内的各种燃烧系统（如锅炉,内燃机和燃气轮机等）的燃烧安全性、稳定性和效率都非常重要,在燃烧过程中有至关重要的作用。目
水体富营养化导致藻类爆发威胁了水生态环境健康和饮用水安全。传统除藻工艺以物理捕捞法和化学氧化法为主,存在效果差、成本高、技术复杂等问题。近年来,活化过硫酸盐（PS）高级氧化技术,因其氧化还原电位高、p H适用范围广、低能耗、易储存运输等优点受到广泛关注。铁酸锰（Mn Fe2O4）催化性能稳定、生产原料廉价且制备方法简便,能够活化PS产生氧化性基团,对包括有毒和不可生物降解化合物在内的大部分有机物产
全球气候变化和能源的可持续利用关系到人类的未来发展,近年来成为人们关注的重点问题。公共建筑作为城市能源消费的重要终端,开展公共建筑节能减排、从总量控制管理公共建筑实际运行能耗对我国计划在2030年实现碳达峰以及2060年实现碳中和的目标有重要意义。因此,基于实际情况制定科学合理的建筑能耗定额是控制建筑能源使用量的有效途径。根据文献分析,不同的能耗定额方法在不同地区、对不同建筑类型具有不同的适用性。
目的 探讨血管缝合器在下腔静脉溶栓治疗术后的应用效果。方法 回顾性分析2019年7月至2021年6月在北京积水潭医院血管外科进行溶栓治疗的118例急性下腔静脉血栓患者，根据溶栓后穿刺点止血方法的不同分为观察组（56例）和对照组（62例），观察组穿刺点采用血管缝合器进行处理，对照组采用徒手压迫法止血。比较两组患者的止血效果、Kolcaba舒适量表评分、医用粘胶剂相关性皮肤损伤（medical adh