光纤式反应器催化降解土霉素的研究

摘要

四环素类抗生素在禽畜养殖业和人体健康中起到了积极的作用,但是未被完全吸收的抗生素及其代谢物通过尿液、粪便等被排出体外,通过迁移转化最终进入环境水体中。随着人们对抗生素问题越来越关注,通过探讨抗生素在环境中的降解途径以减小环境中抗生素的方法,已经成为现阶段环境领域一个重要研究方向。常规的水处理工艺一般不能有效地去除抗生素,因此,本研究将对难降解有机物具有突出处理效果的光催化降解技术应用于抗生素降解研究。
　　本研究选取土霉素作为研究对象,采用氙灯作为光催化降解的光源,利用塑料光纤传输氙灯光对土霉素进行降解。研究了不同条件下土霉素水解、光降解和光催化降解反应的影响因素,并运用液相色谱-质谱对土霉素原溶液和降解后的样品溶液进行了分析,结果表明:温度对土霉素转化影响很大,随着温度的升高,土霉素的转化率不断提高;随着pH的增大,土霉素的转化率得到显著提高;光催化降解反应比光降解反应和水解反应更有利于土霉素的转化。催化剂投加量对光催化反应的影响比较大,随着催化剂投加量的增加,土霉素的转化率呈现增高的趋势。随着土霉素初始质量浓度的增加,土霉素转化率先上升后下降再上升。在实验研究的Ca2+浓度范围内,Ca2+(≥1.0mmol/L)对反应有促进作用,Ca2+(≤1.0mmol/L)对反应有抑制作用。最后,通过质谱分析测定了土霉素光催化降解的五类主要产物,并据此推测了其可能的五条转化途径。

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1 绪论

1.1 水环境中抗生素的污染概况

1.2 四环素类抗生素简介

1.3 抗生素在环境中的降解

1.4 本课题研究的目的、意义和内容

2 实验材料及研究方法

2.1 实验材料

2.2 实验研究方法

3 光纤反应器降解土霉素影响因素研究

3.1 温度对水解与光降解的影响

3.2 初始pH对水解和光降解的影响

3.3 催化剂投加量对光催化降解的影响

3.4 土霉素初始浓度对水解和光降解的影响

3.5 溶液中Ca2+对水解和光降解的影响

3.6 本章小结

4 光纤反应器催化降解土霉素产物分析及降解途径研究

4.1 土霉素降解产物分析

4.2 土霉素光催化降解途径分析

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录 攻读研究生期间的主要成果及参加的科研项目