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在冶金工业生产中,铝土矿经提炼后会产生一种污染性工业固体废渣——赤泥(Red Mud,RM)。由于赤泥中含有大量的强碱性物质,会对土壤、水源和空气造成严重污染。同时,水体中残留的抗生素对生态环境和人类健康构成了严重的威胁。本文将赤泥作为光催化剂并改性增强其光催化活性,通过光催化技术主要降解水体中抗生素。本文先后介绍了通过煅烧、负载氧化石墨烯(GO)、氮化碳(g-C3N4)对赤泥进行改性后所制备的光催化剂,进一步研究这些材料降解水体中抗生素的光催化活性及光催化反应机理。具体工作包括以下几部分:(1)在空气中采用不同温度对赤泥进行煅烧制备得到改性后的光催化剂,并在可见光下光催化降解水体中四环素(TC)。结果表明,煅烧后的赤泥对TC的光催化降解活性明显优于原始赤泥,其中,RM-350(烧结温度为350°C)表现出最佳的光催化性能(100 m L,10 mg·L-1;TC在80 min内降解率为88.4%)。进一步对煅烧后赤泥光催化活性提升的原因进行探究。最后探讨并提出煅烧改性后的赤泥可能的光催化降解机理。(2)采用氧化石墨烯(GO)改性赤泥制备一种新型的复合光催化剂(RM-GO)。通过一系列表征证实GO可有效改善赤泥弱的光吸收能力、光生电荷快速复合和容易团聚等缺点,在可见光下显示出优异的光催化活性及良好的稳定性。其中,RM-7GO(RM和GO的质量比为100:7)显示出最佳的光催化性能(在80 min内,TC的降解率为79.8%)。此外,采用所合成复合材料对土霉素(OTC)和金霉素(CTC)进行降解以证实其对抗生素降解具有良好的普适性。最后,根据捕获实验提出RM-GO复合材料可能的光催化降解机理。(3)以赤泥和三聚氰胺为原料,采用一步煅烧法制备了赤泥/g-C3N4(RM-CN)复合材料。通过一系列表征证实通过复合可有效促进材料对可见光的吸收以及光生电子-空穴对的分离。在吸附和光催化降解的协同作用下,RM-CN可以有效去除水体中的抗生素(TC、OTC和CTC)和染料(亚甲基蓝,简称MB;孔雀石绿,简称MG)。与纯CN相比,RM-CN的最大吸附容量和光催化活性得到明显改善,其中0.8%RM-CN(赤泥质量比为0.8%)对抗生素和染料污染物展现出最优降解效果,对TC、OTC和CTC的降解率分别为79.0%、60.0%和83.8%;对MB和MG的降解率分别为96.9%和97.2%。进一步提出了RM-CN复合材料可能的光催化降解机理。