葡萄糖改性铁锰氧化物去除水中四环素的效能与机理研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bababa666
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
四环素(TC)由于其低成本和高效率已成为世界上最常用的抗生素之一。它常用于人类和家养畜禽常见的疾病控制,家禽和牲畜的饲料添加以及水产养殖的抗菌。但是,大多有机生命体仅能消耗一小部分抗生素,其中大部分会通过粪便排泄至土壤和水体,并给生态环境和人类健康带来持续性的潜在危害。因此,在水生环境中消除TC对于人类健康至关重要。
  由于铁和锰大量存在于自然环境中,铁-锰二元氧化物作为一种环境有好的去除污染物材料而得到广泛关注。铁锰氧化物(FMO)具有较大的比表面积和强大的表面活性。也是典型的具有良好H2O2催化性能的Fenton反应催化剂。但是它们的应用存在诸如稳定性相对较差,耐久性不足的问题。故而铁锰氧化物的改性问题的到广大学者的关注。
  本文使用共沉淀法通过添加不同比例的葡萄糖改性铁锰氧化物,并在比较不同葡萄糖添加量的铁锰氧化物在过氧化氢高级氧化系统下降解水体中四环素的效率,并研究其中的降解机理。通过XRD,FTIR,TEM,BET和XPS测定FMO和FMOCx的内部结构和表面特性。随着葡萄糖添加量的增加,葡萄糖改性铁锰氧化物(FMOCx)比铁锰氧化物(FMO)具有更多的表面官能团(例如-OH和-COOH),粒径更小,表面积逐渐增加,并且高价铁和锰的比率也增加。此外,葡萄糖可能会被KMnO4氧化以在催化剂表面形成无定形碳。在不添加过氧化氢时,葡萄糖改性的铁锰氧化物FMOC3(添加0.003mol葡萄糖)对四环素的去除效率最高,在三小时内可达85%,这归因于它具有更大的表面积,更多的表面官能团和更高的表面活性Mn(Ⅳ)。结果还表明,FMOC3可以有效活化过氧化氢,在类Fenton体系下四环素在80分钟可降解95%。具体的降解机制包括吸附和氧化降解两部分,一方面四环素吸附至葡萄糖改性铁锰氧化物表面并与其反生氧化还原反应被分解;另一方面,葡萄糖改性铁锰氧化物活化过氧化氢产生羟基自由基(·OH)和过氧化氢自由基(HO2·)将四环素氧化成小分子或直接矿化成二氧化碳和水。
  这项研究证明,葡萄糖改性的铁锰氧化物(FMOCx)可以有效活化H2O2降解有机污染物抗生素,并为类芬顿体系下去除水体中难降解有机污染物提供可能。
其他文献
摘要 农村未成年人思想道德教漏洞百出,家庭监管无力,学校教育德智失衡。社会文化市场不够规范,面对这些情况农村学校应加强管理政府应加大规范市场力度,家庭应加强监督力度、学校、社会、家庭齐抓共管,才能全面提高学生素质,共同营造良好的育人环境。  关键词 学校 家庭 社会 障碍 建议  中图分类号:G521 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2010)12-0067-02    未成年人是祖
期刊
随着我国经济社会快速发展,城市化进程也不断加快,城市规模持续扩张,城市交通拥堵问题成为制约城市发展的重要瓶颈之一。为了有效满足城市居民的出行需求,轨道交通以其运量大、速度快、效率高、低碳环保及独立路权的特点,成为解决城市交通难题的重要选择。但另一方面,城市轨道交通建设成本大,建设周期长,既有线路改造困难,因此合理进行轨道交通的规划非常重要,其中最重要的就是轨道交通与城市发展之间的匹配性。然而目前缺乏量化评估方法,为了量化轨道交通与城市发展之间的匹配性关系,为轨道交通与城市发展的融合提供基础理论,本文以北京
抗生素是一个伟大的发现,在人类的生活中扮演着非常重要的角色。但是近年来,抗生素的大量使用甚至滥用使得其通过各种途径进入水体环境,造成了污染。磺胺甲恶唑(SMX)作为使用最多的磺胺类抗生素之一,已经被频繁的在水体中检测到,威胁着人类健康。
  在众多去除有机污染物的方法中,过硫酸盐基的高级氧化法(PS-AOPs)较其他方法具有速率快,效率高,降解彻底的特点,成为了当前研究的热点。生物炭材料(BC)因其具有与其他的可以活化PS的碳材料相似的结构性质,并且来源广、廉价易得,成为了一种很具潜力的PS催化剂。
21世纪随着能源危机和环境问题的加剧,利用光催化技术来获取清洁能源以及解决环境问题越来越受到广大科研工作者的关注。设计出高效并具有宽光谱响应的绿色光催化剂是实现光催化技术应用的关键。近年来,复合型光催化剂由于种类多、功能性强、稳定性好、高氧化还原能力和较宽的光谱吸收等优点,因此在光催化领域得到了学者们的青睐。综上,本论文选取水体中的有机污染物如染料(罗丹明B、甲基橙)、抗生素(四环素)等作为降解对象,通过高温固相法、水热法和溶剂热法等方法制备出多种具有宽光谱响应的新型复合型光催化剂,然后采用了系列表征手段
暑假了,孩子去了外公家,外公家門口有棵石榴树,树上长了石榴,红红的。孩子时不时地抬头看一眼石榴,一次,孩子还跑屋里去,孩子跟一个老人说:“外公,我要吃石榴。”  老人说:“这石榴不能吃。”  孩子说:“为什么不能吃?”  老人说:“这是土石榴,好酸,还好苦。”  孩子还是想吃,他吞了吞口水。  孩子后来用竹杆打了一个下来,真像老人说的那样,这石榴不能吃,又酸又苦。孩子于是拿了石榴去跟老人说:“外公
期刊
近些年来,抗生素的大量使用使得其在环境中尤其是在水体中的残留浓度不断升高,如何高效环保地去除水体中的这些抗生素也逐渐成为环境领域的一大关注焦点。光催化作为一种新兴绿色技术近几年在污染物降解方面的应用不断得到推广,其中石墨相氮化碳(g-C3N4)作为非金属光催化剂因为其出色的性能尤其受到青睐。因此本文先研究了不同前驱体制备的g-C3N4的结构特征及成本性能分析,然后通过柠檬酸铵(AC)对g-C3N4进行改性,使其在抗生素污染废水的光催化降解中表现出更加出色的性能,研究中改性后的g-C3N4的结构得到了深入分
近年来,以白腐真菌为代表的微生物降解污染物的方式由于其潜在环境危害较小且适用范围广得到了国内外研究人员的普遍关注,但传统的微生物降解仍因为周期长或者效果不稳定而没有得到广泛的应用。单一的生物技术不能满足人们高效低风险的环境修复目标。纳米级的氧化铁材料既具有氧化铁材料本身的特性,又由于其纳米尺寸特点具有纳米材料的一般特性,因此纳米氧化铁被广泛的用于环境修复领域,包括废水修复,底泥修复和土壤修复等。因此本实验拟开展纳米材料和微生物修复技术的协同修复研究,把纳米材料应用到传统的生物降解过程中,从而提高修复效率和
在实际光催化应用中,高效、易回收的光催化剂一直备受人们期望。在本研究中,我们通过简单易操作的化学沉淀法合成了磁性可分离的全固态Z型ZnFe2O4/NCDs/Ag2CO3三元光催化剂。相比于一元、二元催化剂,所制备的三元ZnFe2O4/NCDs/Ag2CO3光催化剂对左氧氟沙星(LVFX)的去除率明显提升,在可见光和红外光下降解效率分别可达到88.75%和22.53%。各项表征结果显示光催化性能增强的原因是光生载流子分离效率的提高和太阳能光能吸收范围的扩大。这两种半导体匹配的能带结构使其更容易实现Z型电荷转
地下水是一种重要的灌溉和饮用水资源。然而,由于工业、农业的发展以及加油站地下储罐、垃圾填埋场的泄露,产生了大量有机污染物并对地下水造成污染,这对生态系统和人类健康造成了威胁。过硫酸盐是一种具有氧化能力强、存储运输方便以及环境友好等一系列优点的氧化剂,尤其是被激活后产生的硫酸根自由基,能够高效地降解各类持久性有机污染物。本文经过文献调研发现,铁系激活剂,包括二价铁和三价铁离子、零价铁、硫化铁、铁基多金属复合物、铁氧(氢氧)化物以及负载型铁基激活剂等,都能以均相或者非均相的方式有效激活过硫酸盐,从而总结了这些
在教学过程中,学生在教师的引导下,始终处于认识和实践的主体地位,也只有这样我们才能实现“充分发挥培养人自身潜在能力”的教育目以实施素质教育的关键在于发挥教师向导服务作用,调动学生的主观能动性,确立学生在教学活动中的主体地位。    一、促使学生自我发动学习动机    心理学家认为:自发的学习是最持久的,也是最深入的。我们的课堂教学应首先考虑调动学生的需要,也就是想方设法去激发学生的学习动机使学生自
期刊