TiO_2光催化浮球的制备及其降解甲硝唑的性能研究

【摘要】PPCPs即药品与个人护理品,是对环境和生物具有潜在威胁的一类微污染物的概称。近年来,在城市中污水厂二沉池的出水中,越来越普遍的监测到PPCPs的存在,它的残留物给环境带来的毒理效应逐渐引起了人们的关注。如何在污水厂中增加有效的深度处理以去除PPCPs,是保障人类未来用水安全的重要课题。在污水深度处理中,半导体光催化剂具有高效、选择性低、无二次污染等优点。与其他半导体材料相比,纳米TiO2在降解多种环境污染物上都表现出优异的能力,并且以其廉价、稳定性高、光催化活性高等优点而备受关注。然而,粉末状的纳米二氧化钛颗粒细微,在水溶液中分散后,很难实现催化剂的分离回收和再利用,故而限制了它们的广泛应用。轻质陶粒是由生物污泥烧制而成,它具有与水相似的密度、稳定的物理特性和巨大的比表面积,将其作为光催化剂的载体可实现催化剂的分离回收。同时作为回收材料,轻质陶粒也可以解决污水厂生物污泥处理复杂、费用高的现状。为研究制备的光催化剂对PPCPs的催化效果,本文选用了一种医学中常用的PPCPs化合物甲硝唑,它是硝基咪唑类抗生素中的代表性物质。研究采用溶胶-凝胶法在轻质陶粒上负载了TiO2光催化膜,并对其进行了XRD和SEM表征。实验探讨甲硝唑经光催化处理后的效果及各种因素对降解反应的影响,结果如下：利用溶胶-凝胶法在轻质陶粒上负载了TiO2光催化膜,并用这些光催化浮球降解甲基橙废水。实验证明光催化浮球对甲基橙有良好的降解作用,负载5层TiO2光催化膜、500℃煅烧45min的光催化浮球性能最好。甲硝唑废水在光催化浮球的作用下得到了降解,反应时间200min时其降解率达到55.08%。光强和pH对甲硝唑的降解都有影响。随着光强增大,甲硝唑的降解率增大。中性环境下甲硝唑的降解率最高,但碱性环境比酸性环境更不利于甲硝唑的降解,在酸性条件中,随着pH值的减小甲硝唑降解率增大。碳酸氢根对甲硝唑的降解会产生抑制作用,外加的碳酸氢根的浓度越大,甲硝唑反应效率越低。若要提高甲硝唑降解效率,外加双氧水效果明显,当溶液中H2O2浓度为75mg/L时,200min后甲硝唑的降解率提高到95.66%。
【作者】周婉媛；
【导师】许士洪；杨漪帆；
【作者基本信息】东华大学，环境工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】光催化；TiO2；轻质陶粒；甲硝唑；

【参考文献】
[1]陈钊.基于价值流图析技术的装配流水线平衡及优化研究[D].杭州电子科技大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[2]张莉莉.三级甲等医院急诊科护士工作沉浸体验的研究[D].山西医科大学,护理学（专业学位）,2013,硕士.
[3]陈华琼.发展低段小学生空间观念的教学案例研究[D].杭州师范大学,教育（专业学位）,2012,硕士.
[4]王金东.采空沉陷区天然气管道的危险性评价[D].西安科技大学,采矿工程,2013,硕士.
[5]周静.基于可证明安全的安全协议分析与研究[D].郑州大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[6]陈敏.汉德版《阿Q正传》非结构性衔接手段对比研究[D].西安外国语大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[7]梁四琼.从女性主义翻译观看“五四”时期女性译者及译作特质[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[8]赵志龙.乘性噪声图像处理方法研究[D].西安电子科技大学,计算数学,2012,硕士.
[9]崔德月.COX-2基因单核苷酸多态性与COPD相关性研究[D].苏州大学,内科学,2014,硕士.
[10]罗松.山阳县给水管网改扩建优化设计研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[11]龚小俊.智能通讯类交替传译实践报告[D].河北师范大学,翻译,2013,硕士.
[12]刘佳莹.基层公务员绩效考核研究[D].吉林财经大学,行政管理学,2014,硕士.
[13]周昱.国有土地上房屋征收补偿的法律分析[D].内蒙古大学,法律,2013,硕士.
[14]王敏佳.高校社区义工建设与问题及发展对策的探索[D].吉林大学,公共管理,2014,硕士.
[15]刘阳.基于USBkey认证的SSL VPN网络的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[16]易望汉.三峡工程库区湖北省高效生态农业建设研究[D].华中农业大学,农业经济管理,2000,硕士.
[17]王琳.我国弱势群体权利的法律保障制度研究[D].郑州大学,行政管理（专业学位）,2013,硕士.
[18]栗静坤.中国汽车产业技术选择战略研究[D].吉林大学,企业管理,2013,硕士.
[19]林梅萍.我国创业板上市公司的并购重组绩效分析[D].北京交通大学,2014.
[20]赵昂彬.基于SCP范式的舟山市休闲渔业市场分析[D].宁波大学,农村区域领域（专业学位）,2014,硕士.
[21]赵德源.SC公司市场营销战略与实施策略研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[22]张玉庆,徐化岩.钢铁企业能源中心的现状与发展趋势[J].冶金自动化,2011,04:15-19+25.
[23]侯珲.BTH和SA诱导甜瓜对白粉病抗性的产生及其作用机理的研究[D].甘肃农业大学,植物病理学,2003,硕士.
[24]任辉.基于ETC的校园智能车辆管理系统研究[D].武汉科技大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[25]马一禾.《韩非子》“说林”、“储说”研究[D].郑州大学,中国古代文学,2013,硕士.
[26]于大洋,韩学山,梁军,宋曙光.基于NASA地球观测数据库的区域风电功率波动特性分析[J].电力系统自动化,2011,05:77-81.
[27]刘光辉.“中国教育经济信息网”建设中数据挖掘技术的研究与应用[D].西安建筑科技大学,2004.
[28]刘培.南美白对虾虾头的微生物法综合利用技术[D].中国海洋大学,食品工程（专业学位）,2014,硕士.
[29]邹家亶.全国长途电话网滚动规划的编制[J].电信工程技术与标准化.1993(01)
[30]刘成龙.医用316L不锈钢表面类金刚石薄膜改性研究[D].大连理工大学,材料学,2004,硕士.
[31]范晔.用原型理论解读托妮·莫里森的《天堂》[D].河北大学,英语语言文学,2013,硕士.
[32]宾胜林.沉管隧道节段接头力学行为试验研究与理论分析[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[33]熊峰.软件项目风险管理的研究与应用[D].复旦大学,项目管理,2012,硕士.
[34]刘炬,余斌,王志林.与通信协议无关的分布式变电站程序化控制方案[J].电力系统自动化,2009,07:47-51.
[35]吴迪.医疗科技文章翻译实践报告[D].大连海事大学,日语笔译,2014,硕士.
[36]贾海鹏.3.0T双源射频磁共振在心脏成像中的技术优势及应用研究[D].山东大学,影像医学与核医学,2014,博士.
[37]高永生,李忠芹,张胤,孙海港,张铭.济钢信息主干网系统的建设[J].冶金自动化,2004,03:57-59.
[38]敬军.基于客户洞察的SC电信精确营销应用研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[39]孙岩.魟鱼软骨多糖对小鼠黑色素瘤血管生成拟态的研究[D].辽宁医学院,药物分析学,2012,硕士.
[40]张庆.食品卫生监督工作质量综合评价方法的研究[D].山西医科大学,卫生统计,2002,硕士.
[41]张凤莉.基于DOCSIS3.0的HFC双向网络设计[D].南京理工大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[42]林济铿,关磊,罗萍萍,覃岭.求解Controlling-UEP新方法的研究[J].电力系统自动化,2005,23:25-28.
[43]刘燕燕.《人民日报》成语使用情况历时考察与研究[D].河北大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[44]蔡军.论中国现当代小说中的西方传教士形象[D].安徽大学,中国现当代文学,2014,硕士.
[45]郑立学.大豆蛋白纤维纱线毛羽研究及产品开发[D].东华大学,纺织工程,2004,硕士.
[46]门云会.工程项目会计核算系统设计及实现[J].冶金自动化,2014,04:41-45+51.
[47]郭子平.新课改进程中高中思想政治课互动教学存在的问题及对策[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[48]陈家芳.个性化模型辅助临床口腔健康教育效果的研究[D].山东大学,口腔临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[49]曹菁.“功能对等”理论在文学翻译中的应用[D].北京外国语大学,翻译,2013,硕士.
[50]耿佳琳.制造型企业ERP系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.