【摘 要】
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目前,每年都有大量抗生素通过各种途径进入自然环境,由此造成的危害日益加剧。三维电极体系已被广泛用于水中难降解污染物的去除,该体系中的颗粒电极在降解污染物的过程中发挥及其着重要作用,因此研究制备一种成本低廉、电催化活性高、稳定性高的颗粒电极具有重要意义。本文以高岭土和钢渣为主要原料制备颗粒电极,构建三维电极体系去除水中的抗生素诺氟沙星,研究内容主要包括以下四个方面:（1）高岭土/钢渣颗粒电极制备。以
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目前,每年都有大量抗生素通过各种途径进入自然环境,由此造成的危害日益加剧。三维电极体系已被广泛用于水中难降解污染物的去除,该体系中的颗粒电极在降解污染物的过程中发挥及其着重要作用,因此研究制备一种成本低廉、电催化活性高、稳定性高的颗粒电极具有重要意义。本文以高岭土和钢渣为主要原料制备颗粒电极,构建三维电极体系去除水中的抗生素诺氟沙星,研究内容主要包括以下四个方面:（1）高岭土/钢渣颗粒电极制备。以高岭土、钢渣、碳酸氢钠为原料,以亚甲基蓝作为去除对象,通过正交实验获得高岭土/钢渣颗粒电极的最佳制备条件,结果显示高岭土/钢渣颗粒电极的最佳制备条件是:原材料配合比（高岭土:钢渣粉末:碳酸氢钠）3:6:1,粒径1～3 mm,煅烧温度800℃,煅烧时间20 min,其构成的三维电极体系在90 min内对亚甲基蓝的去除率是87.05%,比二维体系高40.10%,重复使用5次后依然能取得良好的去除效果。（2）高岭土/钢渣颗粒电极三维电化学体系去除水中诺氟沙星（Norfloxacin,NOR）性能及机理研究。通过相关表征手段对最优制备条件下的高岭土/钢渣颗粒电极进行表征,比较了不同体系去除水中NOR的效果,通过单因素试验获得最佳操作参数:电压4 V,初始p H 3.0,NOR初始浓度20mg L-1,高岭土/钢渣颗粒电极投加量150 g L-1,在最佳操作参数下,30 min内NOR去除率达到96.02%。重复使用时,该颗粒电极重复使用10次后仍能保持较高的电催化活性,它主要通过产生羟基自由基（·OH）来去除水中的NOR,NOR降解路径主要包括喹诺酮基团转化、哌嗪基开环和脱氟。（3）硫锌改性高岭土/钢渣颗粒电极三维电化学体系去除水中NOR性能及机理研究。使用硫脲、硝酸锌等对高岭土/钢渣颗粒电极改性后获得硫锌改性高岭土/钢渣颗粒电极,对其进行了相关表征分析,通过单因素试验获得最佳操作参数。在较宽的初始p H范围（3～10）中,该颗粒电极能够在90min内高效去除水中的NOR（酸性,接近100%;中性,超过90%;碱性,超过80%）,在中性环境中也能高效去除亚甲基蓝、敌草隆、左氧氟沙星等污染物。它在中性和碱性环境中重复使用8次后仍能保持较高的电催化活性。该颗粒电极也主要是通过产生·OH来去除水中的NOR,但它具有较强的酸碱缓冲作用,在实际应用中可以避免部分预处理措施（如调节废水p H）。NOR降解路径主要包括喹诺酮基团转化、哌嗪基开环和脱氟。（4）颗粒电极去除污水厂尾水中NOR效果研究。高岭土/钢渣颗粒电极在酸性环境中可以完全去除（100%）污水厂尾水中的低浓度NOR(1 mg L-1,电力成本0.42元m-3;3.6 mg L-1,电力成本0.33元m-3)。不调节p H时（初始p H 7.26）,硫锌改性高岭土/钢渣颗粒电极也可以完全去除（100%）污水厂尾水中的低浓度NOR(1 mg L-1,电力成本0.39元m-3;3.6 mg L-1,电力成本0.52元m-3)。两种颗粒电极在重复使用时都表现出较高的稳定性,在实际应用中具有较大潜力。
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