负载g-C3N4纳米纤维的制备及太阳光催化降解抗生素的研究

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tonfy1028
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
众所周知,抗生素被广泛应用于防治人类、畜牧的细菌感染,然而由于人们的过度依赖,导致水环境残留了各种亚致死浓度的抗生素,进而诱发了抗性细菌的滋生,给各生物的生命健康带来了严重的威胁。因此,寻求一种简单高效的方法用于治理水环境中的抗生素是我们迫切希望的。目前,光催化法被认为是一种简单高效地降解有机污染物的方法之一。其中,在众多的光催化剂中,石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种非金属、共轭的聚合物半导体,是最稳定的C、N同素异形体。由于其具有突出的热、化学稳定性和可见光响应等优势而被广泛应用于光合成、裂解水、光催化降解污染物等各领域。然而其在实际应用过程中易团聚沉降且难以回收,因此,我们受负载型催化剂的启发,利用纳米纤维对其进行负载以提高g-C3N4的分散性、重复使用性和稳定性,并用于抗生素的降解中。因此本文利用静电纺丝将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和g-C3N4进行混纺,再通过碱处理将包埋在PET纤维内部的g-C3N4重新暴露在纤维表面,形成一种嵌入式的结构,得到具有更多活性位点的T-g-C3N4/PET纳米纤维。通过FESEM、TEM、BET、FTIR、2D-XRD等一系列表征分析该催化纤维的形貌及组成成分,证明了这一嵌入式结构,即g-C3N4已经被成功地负载于PET纳米纤维上了。同时,我们选用磺胺喹恶啉为主要的模型抗生素,通过太阳光驱动催化纤维降解磺胺喹恶林及其他抗生素,结果表明该催化纤维具有高的催化活性和重复使用性,且在复杂环境下其活性几乎不受影响。还通过自由基捕获实验及EPR测试分析了催化反应过程中可能产生的活性种,并提出了可能的催化降解机理,在该催化反应过程中,·O2-是主要的活性自由基,在降解抗生素的过程中发挥主要的作用。此外,还利用高效液相色谱-质谱联用仪分析磺胺喹恶啉降解的产物及历程,磺胺喹恶啉逐步地被降解为可生物降解的小分子酸。为了进一步地获得更简单可控、绿色环保且具有一定普适性的负载方法,因此,我们在之前工作的基础上,引入了致孔剂聚乙二醇(PEG),通过静电纺丝将PEG、PET和g-C3N4进行混纺,再通过水浴处理将纤维中的PEG去除,从而得到具有更多活性位点的、内表面多孔的g-C3N4@PET纳米纤维。我们利用FESEM、TEM、BET、TG、FTIR、2D-XRD等手段证明我们已经成功地将g-C3N4负载于内、表面多孔的PET纳米纤维中了,这不仅创造了更多地活性位点,还有利于反应物和活性位点的接触、促进了对光的吸收和物质传递。同样地,我们利用太阳光驱动g-C3N4@PET降解磺胺喹恶林及其他抗生素,结果表明该催化纤维具有高的催化活性和重复使用性,且在复杂环境下其活性几乎不受影响。另外,我们通过自由基捕获实验和EPR测试证明:在该催化反应过程中,·O2-是主要的活性自由基,从而导致抗生素得以降解。以上两种方法均能获得具有更多活性位点的负载型纳米纤维,而且具有高效降解抗生素、高的重复使用性能。我们希望本文的制备方法能为负载型催化剂的设计提供具有一定普适性的新思路和新方法。
其他文献
胡锦涛总书记"七一"重要讲话发表后,滨海新区人大常委会机关掀起了学习贯彻讲话精神的高潮。日前,滨海新区人大常委会召开机关全体干部会议,常委会主任张家星结合自己的学习心
目的比较单纯 PKP 与体位复位联合 PKP 治疗老年骨质疏松性椎体压缩骨折的疗效。方法选取我院收治的78例(椎)骨质疏松性胸腰椎椎体压缩骨折,按照随机数字表法分为观察组和对照组
目的:本研究以广西三七为对象,建立三七种子种苗质量标准,从源头把控三七质量,探究不同栽培技术、加工方法和储藏包装条件对三七质量的影响,对三七生产加工环节提供标准化的质量标准和科学系统的方法,进而保障血栓通制剂质量和用药安全。方法:(1)采用种子分级筛(孔直径分别为4.5 mm、5.0 mm、5.5 mm、6.0 mm、6.5 mm),对不同生长年限(两年生和三年生)、不同产地三七种子进行分筛,再测
不同层系的沉积环境及成岩作用不同,造成储集层特征及油藏特征的差异,鄂尔多斯盆地镇北地区储集层具有低渗或特低渗、非均质性强、局部油层电阻率变化大、含油性变化大等特点,发
目的:重点探索DR应用于隐匿性肋骨骨折的诊断价值。方法挑选的研究对象为来我院接受治疗的72例隐匿性肋骨骨折患者,患者接受DR检查,评价隐匿性肋骨骨折中DR的诊断准确率。结果全