制備TiO2-Fe2O3-CNTs復(fù)合磁性光催化劑及光催化降解四環(huán)素類抗生素.pdf

1、隨著醫(yī)藥行業(yè)中抗生素的研制和發(fā)展,作為廣譜抗生素的四環(huán)素類抗生素被廣泛應(yīng)用在人類和動物的疾病治療以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中,環(huán)境中殘留的抗生素越來越多。另外抗生素生產(chǎn)的過程中會排放出大量的抗生素廢水,如不加處理直接排放,則會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此如何處理環(huán)境水體中抗生素廢水變得越來越重要。TiO2半導(dǎo)體光催化氧化法是一種新興的環(huán)境治理技術(shù),具有處理效率高、工藝設(shè)備簡單、操作條件易控制、無毒、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。但是傳統(tǒng)的TiO2光催化劑難以分離回

2、收、運(yùn)行成本較高、光利用率較低等因素,限制了其工業(yè)化應(yīng)用。本文以探索一種既能提高光能利用率高效降解、易于分離回收和可以重復(fù)利用的新型復(fù)合光催化材料為目標(biāo)進(jìn)行研究。
　　本文以碳納米管為載體,在其表面負(fù)載上Fe2O3納米粒子,得到具有磁性的碳納米管材料(Fe2O3/CNTs)。再以鈦酸丁酯為前驅(qū)物,使用溶膠-凝膠法制備TiO2粒子,使磁性材料Fe2O3/CNTs表面包覆TiO2粒子,并通過馬弗爐在一定溫度加熱過程,得到具有磁性的銳鈦

3、礦型TiO2復(fù)合光催化劑TiO2/Fe2O3/CNTs。對所制備的材料用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、振動樣品磁強(qiáng)計(VSM)和紫外-可見(UV-VIS)漫反射吸收光譜等手段進(jìn)行表征。結(jié)果表明Fe2O3納米粒子被成功的負(fù)載了碳納米管的表面,在其表面成功包覆上TiO2粒子,得到的TiO2/Fe2O3/CNTs復(fù)合磁性光催化劑具有較好的磁性,其光譜吸收帶發(fā)生了較大的“紅移”,可以利用紫外光和部分

4、可見光,因此該材料提高了對光的利用率。
　　選用四環(huán)素類抗生素有鹽酸四環(huán)素、鹽酸土霉素和鹽酸強(qiáng)力霉素作為目標(biāo)污染物,研究TiO2/Fe2O3/CNTs復(fù)合磁性光催化劑在可見光光照下的光催化反應(yīng)降解實驗。實驗結(jié)果表明該復(fù)合光催化劑對四環(huán)素類抗生素具有光催化降解效果,污染物質(zhì)的降解率可達(dá)85％-90%。僅在外部磁場作用下,將光催化反應(yīng)完后的催化劑通過磁性分離方法分離洗滌并回收,十次光催化劑的回收平均回收率達(dá)76.2%左右,光催化反應(yīng)2