铁酸锌基印迹复合光催化剂的制备及其在选择性降解环丙沙星残留中的应用研究

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环丙沙星残留对生态环境危害巨大，使病源细菌产生抗药性，从而使环丙沙星对其失去功效，严重威胁着人类健康和社会的可持续发展。同时，这种污染物在环境中通常是以微量或痕量的形式存在，但却含有高毒性特点。光催化技术以半导体为催化剂，光为能量，将有机污染物矿化为H2O，CO2和其他无毒无害的小分子，是一种高效、无污染、低成本的高级氧化技术。ZnFe2O4，常见的磁性半导体光催化材料，具有禁带宽度较窄、光化学性能稳定以及磁分离性能优异等特点，促使其在光催化领域中占有重要一席之地。此外，通过分子印迹技术制备的分子印迹聚合物可以提供专一性吸附能力，其能够将环境中微量或痕量的污染物优先吸附在催化剂的表面；且聚合物性质稳定、合成成本低、易于大量制备。因此，本论文中结合光催化技术和分子印迹技术的优点，制备出对特定污染物具有高效选择性去除能力的印迹光催化剂，并考察不同合成因素合成的印迹光催化剂对环丙沙星的去除效果。
　　本工作主要包含以下三个方面的内容：
　　（1）通过浸渍煅烧法制备 ZnFe2O4@ZnO光催化剂并以其作为载体，再利用分子印迹技术包覆一层传统印迹聚合物，制备出ZnFe2O4@ZnO印迹复合光催化剂。利用XRD、FT-IR、SEM（EDS）、TEM、UV-vis DRS、VSM、PL、EIS、氮气吸附-脱附实验、XPS和 ESR技术对催化剂的形貌、结构及性能进行测试。此外，还详细的考察了不同 ZnO复合量和不同单体加入量对印迹光催化剂的影响。最后，分别对比恩诺沙星和5-磺基水杨酸，考察ZnFe2O4@ZnO印迹复合光催化剂对环丙沙星的选择性降解效果。
　　（2）通过溶剂热法制备ZnFe2O4，再在其表面包覆一层导电印迹聚合物层，制备出ZnFe2O4/PPy印迹复合光催化剂。通过XRD、FT-IR、SEM（EDS）、TEM、UV-vis DRS、VSM、PL、EIS和氮气吸附-脱附实验对制得的光催化剂的形貌、结构及性能进行了系统表征。此外，还详细考察了不同单体聚合时间和单体含量对ZnFe2O4/PPy印迹复合光催化剂的影响，探讨了其选择性光催化降解应用，并阐明了其选择性光催化反应机理。
　　（3）通过溶剂热-煅烧法和分子印迹技术制备出了具有选择性光催化降解能力的ZnFe2O4-Ag/PATP印迹复合光催化剂，并通过XRD、FT-IR、SEM（EDS）、TEM、UV-vis DRS、VSM、PL、EIS、氮气吸附-脱附实验和XPS对制得的光催化剂进行了系统表征。此外，还详细考察了不同Ag含量和不同单体含量对印迹光催化剂的影响。同时，分别对比恩诺沙星和5-磺基水杨酸，探讨了 ZnFe2O4-Ag/PATP印迹复合光催化剂对环丙沙星的选择性降解效果。最后，探讨了该印迹光催化剂对环丙沙星的选择性光催化降解机理。

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作者
王友山;
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作者单位

江苏大学;

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授予单位江苏大学;
学科化学工程
授予学位硕士
导师姓名闫永胜;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类催化剂;环境分析化学;
关键词
环丙沙星残留; 铁酸锌; 印迹复合光催化剂; 选择性降解; 浸渍煅烧法; 溶剂热法;

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