新型C3N4@MnFe2O4-石墨烯纳米复合材料的制备及其可见光催化降解抗生素研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XULIANSHUAI
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
药物及个人护理品(PPCPs)作为一类新兴污染物在全世界范围内受到了人们越来越多的关注,其中包括抗生素在内的药物化合物对环境的影响被诸多学者广泛研究。迄今为止,旨在有效去除水体环境中PPCPs的各种方法途径已被大量报道,其中高级氧化技术(AOPs)由于其操作简单、处理高效、无选择性氧化以及良好的可重现性而在环境治理领域引发了巨大兴趣。石墨相氮化碳(g-C3N4)虽然已被发展成具有前景的可见光催化材料,但其较小的比表面积和快速复合的光生载流子严重限制了 g-C3N4整体的光催化性能。另一方面,目前所报道的g-C3N4基光催化材料无法满足实际应用的需求,因为这类光催化材料难以回收,易造成催化剂损失以及二次污染。尖晶石型铁酸锰(MaFe204)是一种具有磁性的半导体光催化材料,但单独使用的MnFe204已被证明基本不具有光催化活性。因此,针对g-C3N4和MnFe2O4的各自不足,本研究研发设计一种由石墨烯、g-C3N4和MnFe2O4相结合形成的三元复合光催化材料,以提升催化性能,并将其与过硫酸盐(S2O82-)耦合构成非均相可见光-类Fenton体系,用于对水中各类抗生素的去除。本论文研究成功地制备出了具有明显增强光催化活性的新型磁性g-C3N4/MnFe204/石墨烯(C3N4@MnFe2O4-G)复合纳米材料。以过硫酸盐(S2O82-)为氧化剂在可见光照下,通过可见光-类Fenton催化降解甲硝唑、阿莫西林、四环素和环丙沙星这4种抗生素污染物来评估C3N4@MnFe204-G的光催化性能。所制备的C3N4@MnFe204-G复合纳米材料展示出优秀的催化活性,在90分钟的反应时间内可以降解94.5%的甲硝唑,这几乎是g-C3N4(20.5%),MnFe2O4(35.5%)和 MnFe2O4-G(62.7%)样品的 4.6 倍、2.7 倍和 1.5 倍。C3N4@MnFe2O4-G的高效性能可以主要归因于以下协同促进作用:(1)良好的吸附性、(2)提高的光吸收强度、(3)在g-C3N4和MnFe2O4之间形成p-n异质结,导致光生载流子的快速迁移以及延长电子-空穴对的寿命。值得注意的是所有抗生素的降解曲线都可以被准一级反应动力学模型很好地拟合,C3N4@MnFe204-G催化剂对甲硝唑、阿莫西林、四环素和环丙沙星的催化降解速率常数分别为0.0337 min-1、0.017 min-1、0.027 min-1和0.043 min-1。此外,MnFe204中铁锰原子自身氧化还原性有利于激活S2082-生成活性物质SO4·-。自由基猝灭实验和电子顺磁共振(ESR)分析结果表明在抗生素催化降解过程中h+、.O2-、SO4·-和·OH这些氧化物质起到主导作用。本论文提出的新型非均相可见光复合催化材料在外加磁场作用下容易从反应液中回收,可以实现多次重复利用,并且经过5次循环降解实验后,再生的C3N4@MnFe204-G复合纳米材料的催化活性并没有发生明显衰减。基于对反应过程中生成的自由基和降解中间产物的分析,详细地阐述了可能的非均相C3N4@MnFe2O4-G/S2O82-/vis体系的光催化反应机理以及抗生素的分解途径。
其他文献
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
创新能力是21世纪合格人才最重要的要素之一,实施创新教育已成为我国教育改革的主旋律。本文从四个方面论述了多媒体教学与创新思维的内在联系,希望能通过多媒体教学提高学习
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
在给出金属精矿中锰元素含量的测试结果时,须同时给出测试结果的不确定度值,但目前不确定度的评价标准尚未纳入规范,导致测量结果往往不完整。为此,以镍合金中锰含量的测试为
少儿阶段是想象力培养的黄金时期,作为少儿最喜爱的课程之一,美术教育在少儿想象力培养中占据着重要地位。因此,探究如何在美术教学中激发学生的学习兴趣,培养少儿的想象力是
在对汉川电厂锅炉宽调节比燃烧器进行模化研究的基础上,通过浓淡分离试验和燃烧器出口空气动力特性试验,探讨了美国CE-WR型宽调节比燃烧器的稳燃机理。图8表5参5 On the basis of the
近日,研究人员发现,一种实验性疫苗的关键成分使肉瘤患者的免疫应答不断升级,指示其潜在的抗癌作用。这种为肉瘤患者带来希望的疫苗名为CMB305。它是一种免疫治疗策略,通过把
中国是世界著名的四大文明古国之一,国人皆知;中国的四大发明,对人类进步做出了不朽的贡献,国人亦皆知并为之自豪;倘若提起中国古代官制,也是一项伟大发明创造,并对现化文官
报告1例成骨不全合并骨折孕妇的护理体会,通过对患者的心理护理、骨折专科护理、预防并发症的护理、产科护理、新生儿的护理,母婴平安出院。
社会和谐发展离不开社区建设,而封闭小区不利于人际交流、公共资源有效利用,制约社会和谐发展。文章从公平和效率两个角度分析开放封闭小区对道路通行能力、社会资源共享、公