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四环素类抗生素广泛用于人类医疗、畜牧业、渔业等,当进入人体或动物体后,主要以未代谢的原型排入污水系统或直接排入水环境。医院、药厂、牧场和渔场排污中常常含有四环素类抗生素。另外,由于四环素类抗生素的稳定性和抗菌特性,污水处理厂的传统生物处理无法将其处理干净。环境中存在抗生素容易引起微生物的抗药性,对环境健康和人类健康都构成严重威胁。为了处理污水中的抗生素,很多高级氧化法发展起来,例如将纳米Ti02负载到其他材料上的复合光催化剂得到发展。其中,分子筛是一种吸附性能很好地材料,能很好地负载TiO2,同时具有吸附性能和光催化性能。本文将Ti02负载于微孔分子筛ZSM-5和中孔分子筛MCM-41,用于光催化降解水溶液中的四环素类抗生素。分析了复合光催化剂的表面特征、骨架结构、比表面积、孔洞尺寸、间隙能、官能团和零电位点等。探究了复合光催化剂在不同pH条件下的吸附性能,采用均匀设计和单因素实验分析了 pH值、温度、Ti02负载量、催化剂剂量、污染物浓度和溶液中离子等光催化条件的影响,测试了复合光催化剂的重复使用性能。使用半数效应浓度、最大比生长速率和最大生长量计算四环素类抗生素及其降解后溶液对大肠杆菌Escherichia coli DH5α的残余抗菌作用。主要结论如下:(1)在室温下成功制备了含有序孔洞的MCM-41;由固态分散法制备的Ti02/ZSM-5和Ti02/MCM-41复合光催化剂中,各成分的骨架结构都没有明显改变,Ti02主要负载于ZSM-5和MCM-41的表面,但它们之间存在化学键的结合;(2)ZSM-5和Ti02的吸附性能较差,ZSM-5负载Ti02之后吸附性能稍有提高,MCM-41吸附性能好,负载Ti02之后吸附性能没有明显下降;材料的吸附速率是较快的;在pH为7或5时材料的饱和吸附量最大,而pH为3或11时饱和吸附量极小,是因为pH决定了吸附剂和吸附质的带电性质;吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;(3)在均匀设计的试验中发现对于TiO2/ZSM-5复合光催化剂温度的影响最大,对于Ti02/MCM-41复合光催化剂剂量的影响最大,剂量和负载量交互作用对两者的影响都很大,表明Ti02的实际投加量对去除率影响显著;单因素实验结果基本符合均匀设计所得公式预测的趋势,而且在相同的条件下,TiO2/MCM-41复合光催化剂的降解效果大多比TiO2/ZSM-5复合光催化剂好;光催化降解过程符合拟一级动力学模型和Langmuir-Hinshelwood动力学模型;(4)探究了材料的回收5次的过程中,两种复合光催化剂对降解效果的保持都比TiO2好,TiO2/ZSM-5复合光催化剂对土霉素的去除率略有下降,而TiO2/MCM-41复合光催化剂对土霉素的去除率几乎不变。(5)光催化降解模拟养鸡场土霉素废水,使用畜用土霉素和自然水溶液模拟养鸡场抗生素废水,土霉素去除率均比纯水土霉素溶液或纯土霉素溶液低,降解效果变差的主要原因可能是自然水体中的离子对降解反应产生了影响;探究地下水中常见离子对降解的影响,发现K+和NO3-对降解效果几乎无影响,Ca2+、Mg2+和SO42-对降解有轻微抑制,HCO3-使降解率降低,但每种离子的单独作用影响均较小。(6)在TiO2/ZSM-5和TiO2/MCM-41复合光催化剂降解过程中,E.coli的两个抑制率指标,最大比生长速率抑制率和最大生长量抑制率的降低与土霉素浓度的降低呈较好的线性关系,而紫外光降解过程最大比生长速率抑制率和最大生长量抑制率的降低与土霉素浓度降低的线性关系存在较大的正偏差;对于两种评价毒性的方法,使用生长量计算抑制率所需要的数据量少,误差比较小,相比最大比生长速率计算抑制率更准确更简便;比较土霉素、四环素和金霉素光降解和TiO2/MCM-41光催化降解后的毒性残留,并未检测到光降解或光催化降解过程中产生了毒性更高的中间产物;(7)HPLC-MS/MS的结果显示出土霉素、四环素和金霉素降解过程中的10种主要中间产物,它们在降解过程中都呈现先上升后下降的趋势,随着母体化合物的降解而降解,这是可能是没有产生额外生物毒性的原因之一;(8)TiO2/MCM-41催化剂相对于TiO2/ZSM-5复合光催化剂具有更好的吸附和光催化性能,在抗生素废水处理中具有一定使用潜能。