辉光放电等离子体降解水中抗生素的研究

摘要

近年来，抗生素的广泛使用甚至滥用对水体造成的污染及由此产生的环境效应逐渐受到国内外研究者的广泛关注。采用常规的水处理方法处理抗生素废水效果并不理想。接触辉光放电等离子体(CGDP)是一种新型高级氧化水处理技术，辉光放电产生的羟基自由基、H2O2等氧化性物质，能有效降解水中的有机污染物。CGDP已被用于酚类、染料等有机物的降解，然而目前，将其用于抗生素的降解尚未报道。
　　 本文选用典型抗生素阿莫西林(AML)为目标污染物进行降解，考察不同反应条件对其降解效率的影响。结果表明:AML在CGDP作用下发生氧化降解。电压510V、反应液体积300mL、初始pH5.6、电解质Na2SO42.0g/L条件下，80mg/LAML接触辉光放电90min，AML降解率为67.27％;Fe2+与Fe3+对AML降解均有显著的催化作用。Fe2+与Fe3+添加浓度为5mg/L时，放电30min，80mg/LAML降解率分别为95.29％、96.92％。
　　 在选定实验条件下，将CGDP与光催化技术联合降解AML。结果表明:二者联合降解效果优于单一技术降解。80mg/LAML、初始pH5.0，在300mL反应液体系中投加50mg锐钛矿型TiO2粉末，反应30min，降解率可达83.45％。
　　 采用不锈钢丝为阳极降解AML时，增大不锈钢电极直径、增加电极数目均有助于AML的降解。不锈钢电极直径1.0mm，放电90min，80mg/LAML降解率为99.69％。不锈钢电极接触辉光放电联合光降解AML，处理30min，150mg/LAML降解率为92.02％。
　　 另外，利用CGDP对喹诺酮类抗生素环丙沙星(CIP)为底物进行降解，6mg/LCIP放电90min，降解率为91.72％;CGDP与光催化联用，添加50mg锐钛矿型TiO2粉末，处理30min，降解率为95.10％。
　　 综上，CGDP能有效降解水中抗生素，且CGDP与光催化技术联用能有效提高抗生素的降解效率。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 抗生素概述

1．1．1 抗生素的种类

1．1．2 抗生素的应用

1．1．3 抗生素的危害

1．2 水中抗生素的处理方法

1．2．1 传统处理法

1．2．2 高级氧化法

1．3 辉光放电等离子体技术

1．3．1 原理

1．3．2 废水处理中的应用

1．4 研究目的、意义及内容

1．4．1 研究目的和意义

1．4．2 研究内容

第二章 接触辉光放电等离子体降解水中阿莫西林的研究

2．1 材料与方法

2．1．1 仪器与试剂

2．1．2 实验装置

2．1．3 分析方法

2．1．4 数据处理方法

2．2 实验内容

2．2．1 不同反应条件的影响

2．2．2 稳定性实验

2．2．3 pH与电导率的测定

2．2．4 Fe2+与Fe3+的影响

2．3 结果分析与讨论

2．3．1 不同反应条件对降解AML的影响

2．3．2 稳定性实验

2．3．3 pH与电导率的变化

2．3．4 Fe2+与Fe3+对降解AML的影响

2．4 小结

第三章 接触辉光放电等离子体联合光催化降解水中阿莫西林的研究

3．1 材料与方法

3．1．1 仪器与试剂

3．1．2 实验装置

3．1．3 分析方法

3．1．4 数据处理方法

3．2 实验内容

3．2．1 不同反应条件的影响

3．2．2 稳定性实验

3．2．3 pH与电导率的测定

3．2．4 不同反应体系实验

3．2．5 不同催化剂的催化效果

3．3 结果分析与讨论

3．3．1 不同反应条件对降解AML的影响

3．3．2 稳定性实验

3．3．3 pH与电导率的变化

3．3．4 不同反应体系对降解AML的影响

3．3．5 不同催化剂对降解AML的影响

3．4 小结

第四章 不锈钢电极接触辉光放电等离子体降解水中阿莫西林的研究

4．1 材料与方法

4．1．1 仪器与试剂

4．1．2 实验装置

4．1．3 分析方法

4．1．4 数据处理方法

4．2 实验内容

4．2．1 电极直径的影响

4．2．2 电极数目的影响

4．2．3 电极直径对联合降解的影响

4．3 结果分析与讨论

4．3．1 电极直径对降解AML的影响

4．3．2 不锈钢电极降解与铂丝电极均相催化降解AML比较

4．3．3 电极数目对降解AML的影响

4．3．4 电极直径对联合降解AML的影响

4．4 小结

第五章 接触辉光放电等离子体降解水中环丙沙星的研究

5．1 材料与方法

5．1．1 仪器与试剂

5．1．2 实验装置

5．1．3 分析方法

5．1．4 数据处理方法

5．2 实验内容

5．2．1 不同反应条件的影响

5．2．2 初始pH对联合降解的影响

5．2．3 催化剂对联合降解的影响

5．3 结果分析与讨论

5．3．1 不同反应条件对降解CIP的影响

5．3．2 初始pH对联合降解CIP的影响

5．3．3 催化剂对联合降解CIP的影响

5．4 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

发表论文情况说明

致谢