基于生物质炭的磁性铋系复合光催化剂的设计及其吸附/降解四环素残留的应用研究

作者
高乃玲;
摘要
近年来,四环素作为临床大量使用的一种抗生素,为医学事业的发展做了较大贡献,但其在环境中的残留所造成的影响问题日益严重。四环素在环境中的残留,最终会通过一系列的途径进入人体,进而对人体造成不可逆转的伤害,因此,寻求一种合适的方法解决四环素残留问题是目前首要任务。光催化技术,作为一种绿色环保技术具有无毒害、无二次污染和成本很低的优势,是一种比较理想的应用于环境污水处理的方法。在众多光催化剂中,铋系光催化剂如Bi、Bi_2O_3和(BiO)_2CO_3等光催化剂具有较好的稳定性及光催化活性,常被用于环境水污染的处理。为了进一步提高上述光催化剂的光催化活性,本论文引入了生物质炭材料,将铋系光催化剂与炭化后的生物质材料复合,不但能够实现光催化剂吸附性能的提升,还有助于光生电子空穴对的分离,使光催化降解有机污染物的活性提高。然而,为了提高上述复合光催化剂从溶液中分离回收的利用性,因此,本论文引入了磁性材料(Fe_3O_4),旨在提高复合光催化剂的分离回收性能。本论文构建了生物质炭材料-铋系-Fe_3O_4光催化剂体系,通过一系列的表征方法对复合光催化剂的性能和性质进行了阐明。具体内容如下:(1)采用一系列方法制备了多孔碳,利用一步法合成了C/Fe_3O_4/Bi复合光催化剂,通过XRD、EDS、SEM、TEM、UV–vis、BET和荧光光谱测试等方法对该复合材料进行一系列系统的表征,考察了不同因素对其可见光光催化降解四环素的影响,并阐述了C/Fe_3O_4/Bi的光催化降解机理。(2)采用一步法制备石墨化程度较高的C/Fe_3O_4,通过溶剂热法合成了C/Fe_3O_4/Bi_2O_3复合光催化剂,通过XRD、Raman、XPS、SEM、TEM、UV–vis和质谱等手段对C/Fe_3O_4/Bi_2O_3复合光催化剂进行系统的表征,考察了不同因素对其可见光光催化降解四环素的影响,阐述了C/Fe_3O_4/Bi_2O_3的光催化降解机理并分析了中间降解产物。(3)利用溶剂热法合成了Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3复合光催化剂,再将其与基于生物质炭材料制备的碳量子点(CQDs)复合,制备出了Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3/CQDs,通过XRD、FT-IR、XPS、SEM、TEM、UV–vis和光电流等手段对Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3/CQDs进行了系统的表征,考察了不同因素对Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3/CQDs可见光光催化降解四环素的影响,并阐述了Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3/CQDs的光降解机理。
关键词/主题词
四环素残留;Fe_3O_4;生物质炭材料;吸附/降解;铋系光催化材料
页数
82
出版日期
2017-04-01
学位授予单位
江苏大学
学位年度
2017
学位
硕士
导师
李春香
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