四氧化三铁催化过硫酸钾去除水中四环素实验研究

合集下载

Ag3PO4多面体光催化降解水体中四环素

Ag3PO4多面体光催化降解水体中四环素

Abstract:PolyhedronAg3PO4 wassynthesizedbyahydrothermalmethod.Thephasestructure,morphologyandopticalproperty oftheas-obtainedsampleswerecharacterizedbyX-raypowderdiffraction(XRD),scanningelectronmicroscopy(SEM)and UV-Visdiffusereflectancespectroscopy(UV-visDRS).ThephotocatalyticactivityofAg3PO4 polyhedronfortetracycline degradationishigherthanthatofirregularAg3PO4 synthesizedbythedirectprecipitationmethod.Theactivespeciestrapping experimentsconfirmedthatphotogeneratedholesarethemainreactivespeciesfortetracyclinedegradationinAg3PO4 polyhedron system. Keywords:Ag3PO4 polyhedron;hydrothermalmethod;photocatalysis;tetracycline
PhotocatalyticDegradationofTetracyclineinWaterbyAg3PO4Polyhedron
LiuTianjing,FengXinkai,LuXuebing,LyuJianchang,GeMing
(CollegeofChemicalEngineering,NorthChinaUniversityofScienceandTechnology,Tangshan 063210,China)

金属氧化物的制备及其催化氧化降解水中四环素和苯酚的研究

金属氧化物的制备及其催化氧化降解水中四环素和苯酚的研究

关键词:金属氧化物,催化氧化, 四环素,苯酚,水处理
1、引言
四环素和苯酚作为常见的有机污染物,在水体中广泛存在。这些化合物对人 类和生态系统具有显著的危害,因此寻求有效的方法将其降解至关重要。金属氧 化物催化剂具有优良的氧化性能,已被广泛应用于各种催化反应中。本次演示旨 在研究金属氧化物对四环素和苯酚的催化氧化降解性能,为水处理提供新的解决 方案。
4、数据分析:将实验数据进行整理和统计分析,绘制染料废水降解率与反 应条件、反应时间的关系图,并计算降解过程中活性氧的产量。
结果与讨论:
实验结果表明,在相同的反应条件下,不同过渡金属氧化物对染料废水的降 解效果不同。其中,氧化铜催化剂的降解效果最佳,这可能是因为其具有较高的 比表面积和良好的导电性能。此外,随着反应时间的增加,染料废水的降解率逐 渐提高,并在60分钟内达到较高水平。同时,实验还发现,升高反应温度有利于 提高降解效果,而增大压力对降解效果的影响较小。
相关研究:
在过渡金属氧化物催化活化过一硫酸盐高级氧化方法的研究方面,国内外学 者取得了丰硕的成果。根据催化剂类型的不同,可分为金属氧化物催化剂和非金 属氧化物催化剂两种。其中,金属氧化物催化剂的研究较为深入,包括氧化铜、 氧化铁、氧化锰等,而非金属氧化物催化剂的研究相对较少,主要涉及氧化硅、 氧化铝等。
关键词:有序介孔金属氧化物、 制备、改性、 Nhomakorabea催化性能
一、引言有序介孔金属氧化物孔道结构可调、比表面积大、活性位点多,在 吸附、催化、光电等领域具有广泛的应用前景。然而,其制备和性能仍存在一定 的挑战,如制备成本高、稳定性差等。因此,针对这些问题开展深入研究,对有 序介孔金属氧化物的应用具有重要意义。
引言
随着环境问题的日益严重,催化氧化技术在处理环境污染物方面越来越受到。 其中,四环素类抗生素因其在环境中广泛存在并具有潜在毒性,因此引起了研究 者的广泛。为了有效处理这类污染物,研究者们尝试开发高效、环保的催化剂。 在这篇文章中,我们将介绍一种以玉米秸秆为模板制备的复合催化剂TiO2Fe3O4 的制备及其在催化氧化四环素方面的应用。

水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展

水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展

水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展摘要:四环素类抗生素是广泛使用于养殖业和人类医疗领域的一类重要药物,但其存在带来了许多环境问题。

本文对水环境中四环素类抗生素的降解机制进行了综述,并详细介绍了当前四环素类抗生素去除的方法和技术。

通过对相关研究的概述,可以为水环境中四环素类抗生素的治理提供一定的参考和指导。

1. 引言四环素类抗生素是一类广泛使用于畜禽养殖和人类医药领域的药物。

其药理作用主要通过抑制细菌蛋白质合成而起到抗菌作用。

然而,由于其在生物体内的排泄、人畜禽粪便的排泄以及医疗废水的排放等因素,使得四环素类抗生素频繁进入水环境,引发了对水环境质量和生态系统的担忧。

因此,研究四环素类抗生素在水环境中的降解和去除具有重要的意义。

2. 四环素类抗生素的降解机制2.1 化学降解四环素类抗生素在水环境中也能经历一些化学变化,如羟基化、氧化、脱氢等反应。

这些变化过程可以通过光照、氧气和氧化剂等外界条件来促进。

例如,近年来的研究发现,紫外光辐照和过氧化氢等处理方法能够有效地降解四环素类抗生素,使其转化成较为稳定的化合物,减少其对水环境的污染。

2.2 微生物降解微生物是自然界中一类重要的降解因子,能够分解、转化有害物质,其中也包括四环素类抗生素。

许多微生物具有降解四环素类抗生素的能力,包括细菌和真菌等。

这些微生物通过分泌特殊的酶来降解四环素类抗生素的分子结构,进而转化为无害物质。

因此,在水环境中添加这些具有降解能力的微生物,能够有效地降解四环素类抗生素,减少其对水环境的毒害。

3. 四环素类抗生素的去除方法和技术3.1 物理方法物理方法主要是通过物理过程将四环素类抗生素与水中其他物质分离,通常包括过滤、吸附和沉淀等处理手段。

例如,使用活性炭、介孔吸附剂、沉淀剂等材料可以有效地吸附和沉淀水中的四环素类抗生素,从而实现其去除。

3.2 化学方法化学方法主要通过一系列化学反应将四环素类抗生素分解为无害的物质。

水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展

水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展

一类具有并四苯结构的广谱抗生素(图 1)ꎬ主要包括
cline, OTC)、 四 环 素 (tetracycline, TET) 及 强 力 霉 素
(doxycycline, DOC)等ꎮ TCs 可抑制肠道细菌繁殖ꎬ
促进牲畜生长ꎬ60 年代后被作为饲料添加剂在我国
广泛应用 [1] ꎮ 我国缺乏完善的兽药抗生素使用监控
2016 年 第 11 卷
第 6 期ꎬ44 ̄52






Vol. 11, 2016
Asian Journal of Ecotoxicology
No.6, 44 ̄52
DOI: 10.7524/AJE.1673 ̄5897.20160224001
张杏艳, 陈中华, 邓海明, 等. 水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展[J]. 生态毒理学报ꎬ2016, 11(6): 44 ̄52
stock bacterial infection and treat their disease. TCs are widely used in livestock and poultry culture industry as dis ̄
ease treatment drugs and growth promoter, and the amount of TCs consumed is enormous. The pollution status of
* 通讯作者( Corresponding author) ꎬ E ̄mail: Ihe.0504@
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
第6期
45
张杏艳等:水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展

水体中四环素类抗生素的去除技术研究进展

水体中四环素类抗生素的去除技术研究进展
e ion e nvr m nt
Ke r s: T t c cie Mirp l t n Co v nin e g rame tMe r eT et n; h mia iain ywo d er y l ; co ol i ; n e t a S wa eT e t n; mba r ame tC e c l d t ; a n uo ol n Ox o
3其他材料吸附在自然界中一些土壤和天然矿石能够富集一定的四环素类物质特别是蒙脱石以及富含金属离子的矿石等对四环素能够起到比较好的去除效果而理解其富集去除四环素的机理能够很好地帮助我们了解四环素在自然界中的归趋
水体 中四环 素类 抗生素 的 去除技 术研 究进 展

李酷 钦
水污 染 防治 ・
水体中四环素类抗生素的去除技术研究进展
是一 种典 型 的环 境微 污染 有 机物 。随着在 水体 中
1 水 体 中 四环 素 污 染 现 状
四环 素类药 物 在全球 范 围 内得 到 了广泛 的应 用 ,美 国每年 在猪 和家禽 饲 料里 四环 素 的用 量分
别 达 ̄2 0 g 3 g U3万k和6万k ,但绝大多都是通过粪
便 和尿 液排 出体 外 一。而排 出 的污水 经过 污水处
抗生素 ,包 括金霉素 、土霉 素 、四环素等 。这
3 抗 生 素 于 2世 纪 4 年代 末 、5 年代 初 ,从 链 种 0 0 O 霉 菌发 酵液 中分 离 而得 ,它 们可 以广 泛应 用 于多
种 细菌 以及 衣原 体 、立 克次 氏体 、支 原体 等 所导
致的感染 。此类抗生素的使用和滥用使得大部分 的抗生素未经动物或人体充分吸收 ,直接排出体 外进入水体 ,对环境体系造成严重影响 ,被视作

纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾降解水中苯胺

纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾降解水中苯胺
第40卷第4期
华北水利水电大学学报(自然科学版)
2019 年 8 月 Journal of North China University of Water Resources and Electric Power ( Natural Science Edition)
Vol. 40 No. 4 Aug. 2019
收稿日期:2018 -10 -20 基金项目:河南省重大科技专项项目(161100310700) % 作者简介:刘秉涛(1964 一),男,河南郑州人,教授,博士,从事水处理技术方面的研究% E-maiI: liubingtao@ncwu. edu. cn%
刘京(1994一 ),男,河南南阳人,硕士研究生,从事水的高级氧化处理方面的研究% E-mail: liujingjiuchang@126. com% 王海荣(1974一),女,河南南阳人,副教授,从事水的高级氧化处理方面的研究% E-mail: wanghairong@ncwu. edu. cn%
Abstracl: Advenccd Oxidation Technology is a promising technology for degrading organic matter in water,and the persul­ fate method is a hot spot in this techno/gy. In this papes, the magnetite nanopartic/s catalyst was used te activete persul­ fate te degrade aniline in wates. The effects of pH velue,the doses of magnetite nanopartic/s,the ccnccntration of potassi­ um persulfate, reaction time, reaction temperature and degree on the degradation of aniline were discussed,and the degra­ dation mechanism of aniline was discussed. The resul/ showes that the simulated wastewates ccntaining aniline (20 mg/L) has a removet rate of oves 86% by persulfate ( 8 mmoI/L) activetion by magnetite nanoparticles ( 1.50 g/L) at pH 8 and 30 °C . This indidtes that the system ccmbined nano-ferric oxide with persulfate can effectively degrade aniline. Keywords: aniline ; magnetite nanoparticles ; potassium persulfate ; sulfate radica; Advenccd Oxidation Proccsses

水中四环素类污染物及吸附去除研究进展

水中四环素类污染物及吸附去除研究进展

2020年28期创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application水中四环素类污染物及吸附去除研究进展*张惠东,刘玉忠(华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州450045)1概述近年来,含四环素类抗生素(Tetracyclines ,TCs )废水的排放加重了水体严重污染,水体TCs 污染成为社会亟待解决的问题[1]。

本文结合国内外最新文献,介绍了TCs 的使用现状、水体中TCs 来源、危害及吸附法在去除TCs 方面的应用。

2四环素类抗生素的介绍及其使用现状抗生素是由微生物代谢活动产生的一种具有抗病原体或其他活性且能干扰其他细胞发育的一类化合物,一经问世,就被广泛用于人或动物的疾病治疗[2-3]。

抗生素的应用拯救了百万人的生命[4],其中,生产和使用比例较大的就是TCs [5-6]。

TCs 出现于20世纪40年代,包括四环素(TC )、金霉素、土霉素和强力霉素等[7]。

TCs 因具有广谱、质优价低、抗菌活性高及副作用小等特点被广泛使用[7-9],低剂量的TCs 可以作为饲料添加剂促进畜禽快速生长;高剂量的TCs 可以作为药物用来治疗人类疾病[10]。

据报道,在抗生素家族中TCs 的生产量和使用量均为全球第二,在中国则居第一[11]。

有资料显示,欧盟每年消耗抗生素约5000t ,其中TCs 占比高达46%(2300t )[12]。

在英国,2017年每1000名居民每天消费的抗生素总量为21.2DDDs (de -fined daily dose ),其中TCs 占22.1%;在美国,TCs 占抗生素总市场份额的15.8%[13]。

我国抗生素的使用量从2009年的14.7万吨快速增长到2013年的16.2万吨,其中TCs 使用量约为12万吨[14]。

另有研究表明,TCs 是在动物养殖行业使用最多的抗生素[4]。

3水环境中四环素类抗生素来源医疗行业废水、制药工业废水及人畜排泄物等是我国水体抗生素污染的主要来源[15-16]。

纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾降解水中苯胺

纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾降解水中苯胺

纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾降解水中苯胺刘秉涛;刘京;王海荣【摘要】高级氧化技术是降解水中有机物极具应用前景的技术,其中过硫酸盐法是该技术近年来研究的热点.采用纳米四氧化三铁催化剂催化过硫酸盐降解水中苯胺,通过试验探讨了pH值、纳米四氧化三铁投加量、过硫酸盐浓度、反应时间、反应温度等因素对降解苯胺的影响,并探讨了苯胺降解的机理.结果表明:在pH值为8、反应温度为30℃、过硫酸盐浓度为8 mmol/L的条件下,用1.50 g/L纳米四氧化三铁催化降解20 mg/L的苯胺模拟废水,苯胺去除率可达86%以上,说明纳米四氧化三铁/过硫酸盐体系能有效地降解苯胺.【期刊名称】《华北水利水电学院学报》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】5页(P94-98)【关键词】苯胺;纳米四氧化三铁;过硫酸钾;硫酸根自由基;高级氧化技术【作者】刘秉涛;刘京;王海荣【作者单位】华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州450046;华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州450046;华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州450046【正文语种】中文【中图分类】X703苯胺作为一种重要的有机化工原料,广泛应用于国防、塑料、油漆、印染、农药和医药等行业。

苯胺废水的传统处理方法包括空气吹脱法、吸附处理法及生物法等技术,具有成本高、操作繁琐和效率低等问题[1]。

因此,研究廉价高效的苯胺降解技术迫在眉睫。

近年来,基于自由基的高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,AOPs)去除难降解有机物成为了研究的热点,尤其是基于硫酸根自由基的AOPs得到广泛研究[2]。

这是因为相比常规的Fenton工艺产生的羟基自由基具有更高的氧化电位,半衰期更长,可以降解更广泛的难降解有机物等优点[3]。

过硫酸盐具有稳定性好、易催化、价格低等优点使其被广泛使用。

在已有的文献报道中,过硫酸盐可以被紫外线[4]、高温[5]、过渡金属离子[6]和金属氧化物[7]等有效催化。

纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾降解水中苯胺

纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾降解水中苯胺

纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾降解水中
苯胺
1纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾降解水中苯胺苯胺是一种常见的工业化学品,在某些行业中被广泛使用,如染料、农药和医药等。

但苯胺却是一种很有毒性的物质,对人体健康有很大的危害。

因此,对苯胺的处理和去除一直是环保领域的热门研究方向。

2纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾的优势
其中一种处理苯胺的方法是使用过硫酸钾来氧化分解苯胺,使其转化为无害物质。

然而,过硫酸钾在环境中使用效果十分有限。

最近的研究表明,将纳米四氧化三铁引入过硫酸钾处理体系中,可以极大地提高处理效率。

纳米四氧化三铁(Nano-Fe3O4)是一种磁性氧化铁纳米粒子,具有良好的催化活性和稳定性。

与传统的过硫酸钾处理方法相比,使用纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾处理苯胺有以下的优势:
1.催化活性高
纳米四氧化三铁的大比表面积和磁性使其具有非常高的催化活性,能够有效地催化过硫酸钾的分解反应。

2.处理效率高
纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾处理苯胺,其处理效率比传统的过硫酸钾方法提高了很多,可以将苯胺的降解效率提高到95%以上。

3.对环境友好
使用纳米四氧化三铁处理苯胺不需要添加任何其他化学剂,而且过程中产生的催化剂是可重复利用的,对环境友好。

3纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾的工业应用前景因此,使用纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾来处理水中苯胺,具有高效、环保、经济等优点,是一种十分有前景的工业应用方法。

同时,纳米四氧化三铁催化技术也可以广泛应用于有机废水处理,废气净化等领域。

综上所述,纳米四氧化三铁多相催化过硫酸钾处理苯胺的方法,充分发挥了催化的优势,在环保领域有着广泛的应用前景。

废水中的四环素的去除原理

废水中的四环素的去除原理

废水中的四环素的去除原理四环素是一种广泛使用的抗生素,常被添加到饲料中,用于家禽、畜牧等动物的生长促进。

然而,这些动物在代谢过程中不完全利用四环素,导致大量四环素通过动物的排泄物排入环境中。

这些废水中的四环素会直接进入水体,给水生生物和人类健康带来潜在风险。

废水中四环素的去除具有重要的环境意义。

下面我们将详细介绍废水中四环素的去除原理。

1. 物理方法物理方法是指运用物理性质对四环素进行分离和去除的方法。

最常用的物理方法是膜分离技术,如纳滤、超滤和反渗透等。

这些技术依靠膜孔的大小选择性地去除废水中的四环素分子,从而达到去除目的。

2. 化学方法化学方法主要是利用化学反应使四环素分子进行转化,从而进行去除。

常用的化学方法包括氧化法、还原法和络合法等。

(1) 氧化法氧化法是通过氧化剂与四环素发生反应,使其转化为其他化合物来实现去除。

常用的氧化剂包括高锰酸钾、臭氧、过氧化氢等。

它们能与四环素中的某些官能团发生反应,使其变为易于去除的产物。

(2) 还原法还原法是将四环素分子还原成更容易去除的形式。

常用的还原剂有亚硫酸钠、亚碳酸钠等。

通过与还原剂反应,四环素分子的结构发生变化,从而实现了去除。

(3) 络合法络合法是通过添加络合剂与四环素形成络合物,降低四环素的溶解性,实现其去除。

络合剂常见的有乙酸铜、乙二胺四乙酸等。

它们能与四环素分子中的特定官能团形成稳定的络合物,在水中形成沉淀,从而实现四环素的去除。

3. 生物方法生物方法是利用生物体或微生物对废水中的四环素进行降解和去除的方法。

生物降解是通过微生物的代谢作用,将四环素分子转化为无毒的产物。

生物方法具有效率高、无二次污染等优点。

(1) 微生物降解微生物降解是利用微生物的代谢活性,加速废水中四环素的降解。

常见的应用微生物包括细菌、真菌、藻类等。

这些微生物具有分解四环素分子的专一酶系,能够通过氧化还原反应将四环素分解为无毒的化合物。

(2) 吸附法吸附是一种常见的生物方法,利用生物材料吸附废水中的四环素分子。

水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展

水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展

水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展摘要:随着四环素类抗生素的广泛使用,这类药物在水环境中的污染问题引起了人们的关注。

本文综述了近年来四环素类抗生素在水环境中的降解及去除研究进展。

主要内容包括四环素类抗生素在水环境中的来源与治理难点、降解机制、降解方法、去除技术以及未来研究方向等。

通过综合分析相关文献,文章旨在为水环境中四环素类抗生素的降解与去除提供参考依据。

一、引言四环素类抗生素是一类广泛使用的抗生素,被广泛应用于畜牧业和农业生产中。

然而,其过量使用造成了环境污染问题,进而对生态环境与人类健康产生了潜在威胁。

因此,开展四环素类抗生素在水环境中的降解与去除研究具有重要意义。

二、四环素类抗生素在水环境中的来源与治理难点四环素类抗生素主要通过医疗废水、养殖废水和农业废水等途径进入水环境。

这些废水通常含有大量的四环素类抗生素及其代谢物,直接排放到水环境中会引起环境污染。

而治理这一类药物的废水则面临着废水处理工艺的复杂性、抗药性基因传播的风险以及治理成本的高昂等难题。

三、四环素类抗生素在水环境中的降解机制四环素类抗生素在水环境中的降解主要通过光降解、生物降解、化学氧化降解等方式进行。

其中,光降解是主要机制之一,通过紫外光或可见光的照射,可使四环素类抗生素发生光解反应,进而脱除其活性。

四、四环素类抗生素在水环境中的降解方法当前,有多种方法被用于四环素类抗生素在水环境中的降解,如生物法、光催化法、臭氧氧化法、电化学法等。

其中,生物法是目前研究最为广泛的降解方法之一。

通过选择适宜的微生物,针对四环素类抗生素分子结构的特点,可实现对其高效降解。

五、四环素类抗生素在水环境中的去除技术目前,常用的四环素类抗生素去除技术主要包括吸附法、氧化法、膜分离技术等。

其中,吸附法是较为常见的技术,通过吸附材料吸附四环素类抗生素分子进而去除。

同时,氧化法也是一种有效的去除技术,通过氧化剂的加入,可使四环素类抗生素发生氧化反应从而被去除。

处理水中四环素的方法

处理水中四环素的方法

处理水中四环素的方法四环素是一种广泛应用于畜牧业和兽医学的抗生素。

由于四环素被广泛使用且不易降解,它可能以残留物的形式存在于农田、河流和地下水中,并可能对人类和环境造成潜在的危害。

因此,处理水中四环素的方法非常重要。

本文将探讨几种处理水中四环素的方法,并评估其效果。

1.物理方法物理方法是处理水中四环素的一种常见方法。

其中最常用的方法是过滤和吸附。

过滤方法通过使用过滤纸或过滤器等物理屏障,将水中的四环素颗粒分离出来。

这种方法通常适用于处理较大颗粒的四环素。

吸附方法通过使用活性炭或其他吸附剂,将水中的四环素颗粒吸附到表面。

吸附剂的选择非常重要,应根据四环素的物化性质和吸附效果进行合理选择。

此外,吸附剂的再生也需要考虑,以确保经济和环境可行性。

2.化学方法化学方法是处理水中四环素的另一种常见方法。

其中一种方法是氧化还原反应。

氧化还原反应通过氧化剂和还原剂的作用,将四环素分解成更小的分子,从而降低其浓度。

常见的氧化剂包括高级氧化过程、臭氧和过氧化氢等。

另一种化学方法是酸碱法。

通过调整水体的pH值,可以改变四环素的溶解度和化学特性,进而降低其浓度。

这种方法需要根据四环素的化学特性和酸碱条件进行合理调整。

3.生物方法生物方法是处理水中四环素的一种新兴方法。

其中一种方法是利用微生物的降解能力。

一些细菌和真菌具有降解四环素的能力,通过培养这些微生物并将其引入受污染的水中,可以有效地降低水中四环素的浓度。

另一种生物方法是利用植物吸收四环素。

一些植物,如苦荞、象草和水稻等,通过吸收水中的四环素颗粒,有效地降低其浓度。

此外,通过利用植物的根系和微生物相互作用的协同作用,可以提高处理效果。

总结起来,处理水中四环素的方法包括物理方法、化学方法和生物方法。

物理方法主要通过过滤和吸附来分离和去除四环素颗粒。

化学方法主要包括氧化还原反应和酸碱法。

生物方法主要利用微生物的降解能力和植物的吸收能力来降低四环素的浓度。

需要根据具体情况选择合适的处理方法,并根据需求进行组合使用,以达到最佳的处理效果。

吸附法脱除废水中四环素的研究进展

吸附法脱除废水中四环素的研究进展

吸附法脱除废水中四环素的研究进展吸附法脱除废水中四环素的研究进展摘要:废水中四环素的排放给水环境带来了严重的污染问题,因此研究寻找高效的去除方法迫在眉睫。

吸附法作为一种简便、经济且有效的方法,近年来得到了广泛的关注。

本文将对吸附法脱除废水中四环素的研究进展进行详细的探讨和总结,包括吸附剂的种类、吸附动力学、吸附量的影响因素以及吸附机制等内容,以期为进一步研究提供参考和借鉴。

1. 引言废水中四环素的排放严重污染了水环境,影响了人民的健康和生活质量。

因此,研究开发高效的废水处理技术,去除其中的四环素成为迫切需求。

吸附法作为一种简便、经济且有效的方法,能够在短时间内去除废水中的四环素,得到了广泛的研究和应用。

2. 吸附剂的种类目前,常用的吸附剂包括活性炭、凹凸棒石、氧化石墨烯等。

其中,活性炭是最常用的吸附剂,具有较高的吸附效率和较好的再生性能。

凹凸棒石具有大的比表面积和孔隙结构,能够提高吸附物质的吸附容量。

氧化石墨烯是一种新兴的吸附剂,具有良好的吸附性能和高度可调性。

3. 吸附动力学吸附动力学研究了吸附剂对废水中四环素的吸附速率和过程。

常见的吸附动力学模型有亚表面扩散模型、膜拆分模型和中间子扩散模型等。

吸附动力学过程主要受到温度、浓度和颗粒大小等因素的影响。

4. 吸附量的影响因素吸附量受到吸附剂类型、溶液pH值、温度和初始浓度等多种因素的影响。

一般来说,活性炭吸附剂对酸性环境更具有吸附能力;吸附剂的孔隙结构也会对吸附量产生重要影响;温度的增加可以提高吸附剂的吸附性能;初始浓度的增加则会降低吸附剂的吸附效果。

5. 吸附机制吸附机制是研究吸附法去除废水中四环素的关键问题之一。

目前,主要有吸附剂表面吸附、化学吸附和配位作用等机制被提出。

吸附剂的特殊结构和化学性质对吸附机制具有重要影响。

6. 结论吸附法作为一种简便、经济且有效的方法,在脱除废水中的四环素方面具有广阔的应用前景。

然而,在进一步研究中,还需要加强对吸附剂的改性和优化,提高吸附效率和再生性能,并深入研究吸附机理,为实际废水处理工程的应用提供更可靠的理论和技术支持。

吸附法脱除废水中四环素的研究进展

吸附法脱除废水中四环素的研究进展

吸附法脱除废水中四环素的研究进展吸附法脱除废水中四环素的研究进展摘要:废水中的四环素类药物残留严重影响了水体环境的质量和人类健康。

吸附法是一种常用的废水处理技术,可以高效、经济地去除废水中的有害物质。

本文综述了近年来吸附法在废水中脱除四环素的研究进展,包括吸附材料的类型、制备方法和脱除机制等方面的内容。

第一章绪论1.1 研究背景随着人口的快速增长和药物的广泛应用,四环素类药物被广泛应用于畜禽养殖和医疗领域。

然而,这些药物在生产和使用过程中不仅能通过饲料、水源和人畜粪便等进入环境中,也存在着无法完全被人体吸收的副产品。

这些残留的四环素类药物,尤其是土壤和水体中的残留,会对环境质量和生态系统产生严重影响,同时也会对人类健康构成一定风险。

1.2 研究目的本文旨在对吸附法脱除废水中的四环素进行综述,总结近年来的研究进展,为废水治理和四环素类药物的环境污染防治提供参考依据。

第二章吸附材料的类型2.1 碳基吸附材料碳基吸附材料是吸附剂中常用的一类材料,包括活性炭、石墨烯和碳纳米管等。

这些材料具有高比表面积、良好的吸附性能和可再生性等优点。

2.2 矿物基吸附材料矿物基吸附材料主要包括粘土矿物、氧化物和硅酸盐等。

这些材料具有丰富的资源、低成本、吸附能力强等特点,适用于大规模废水处理。

2.3 生物质基吸附材料生物质基吸附材料主要包括生物质炭、藻胶和菌类等。

这些材料来源广泛、可再生性高、处理成本低,且能有效吸附四环素。

第三章吸附材料的制备方法3.1 物理吸附法物理吸附法是将废水与吸附剂接触,通过静电吸引力、范德华力和疏水作用等力相互作用,使有害物质附着在吸附剂表面。

常见的物理吸附方法有浸渍法、干燥法和浮选法等。

3.2 化学吸附法化学吸附法是通过化学反应形成化学键或络合物,将有害物质吸附在吸附剂上。

常见的化学吸附方法有化学沉淀法、化学交换法和表面负载法等。

3.3 生物吸附法生物吸附法利用微生物、植物或其他生物材料对有害物质进行吸附。

Fe_(3)O_(4)激活过硫酸盐催化去除水中磺胺嘧啶

Fe_(3)O_(4)激活过硫酸盐催化去除水中磺胺嘧啶
第7卷 第3期 2021 年 6 月
生物化工 Biological Chemical Engineering
文章编号:2096-0387(2021)03-0030-05
Vol.7 No.3 Jun. 2021
Fe3O4 激活过硫酸盐催化去除水中磺胺嘧啶
林昱廷 1,苏冰琴 2*,芮创学 3
(1. 太原科技大学 环境与安全学院,山西太原 030024;2. 太原理工大学 环境科学与工程学院,山西晋中 030600;
Keywords: sulfamethazine; advanced oxidation process; Fe3O4; persulfate; influencing factors
抗 生 素 磺 胺 嘧 啶(Sulfamethazine,SD)由 于 其 一种新型高效绿色的水处理技术,具有反应条件温
HS2O8- → SO4-·+S时O间42-(+mHin+)
(5)
如图 2 所示。当 PS 浓度由 0 提高至 0.5 mmol/L 时,
1.0
SD 降解速率逐渐提高,反应 180 min 后,SD 降解速
率达0到.8 92.8%。分析其原因为,0.0随g/L着体系中0.6 gP/LS 浓度
0.8 g/L
2.1 Fe3O4 投加量对 SD 降解效果的影响 在 Fe3O4/PS 体系中,采用 Fe3O4 激活 PS 催化 SD
降解反应的进行,Fe3O4 投加量直接影响 SO4-·的产生。 如图 1 所示。在未投加 Fe3O4 的条件下,SD 基本没 有被降解,随着 Fe3O4 投加量增加到 1.2 g/L 时,反应 180 min 后,SD 的降解率可达到 90.3%。由式(1)可知, 增加 Fe3O4 的投加量可提供更多的 Fe2+,PS 被 Fe3O4 表面的 Fe2+ 激活,从而产生更多的 SO4-·参与反应 [7]。 此外,磁性 Fe3O4 表面的 Fe2+ 能够引发一系列类芬顿 反应,故增加体系中 Fe3O4 投加量能提高 SD 的降解率。 继续增大 Fe3O4 至 1.4 g/L 时,SD 降解效果没有明显

《纳米Fe3O4激活过硫酸盐去除磺胺甲恶唑和诺氟沙星的研究》

《纳米Fe3O4激活过硫酸盐去除磺胺甲恶唑和诺氟沙星的研究》

《纳米Fe3O4激活过硫酸盐去除磺胺甲恶唑和诺氟沙星
的研究》篇一
一、引言
随着工业和人类活动的不断增加,水体中的药物和个人护理品(PPCPs)如磺胺甲恶唑(SMX)和诺氟沙星(NOR)等抗生素残留物已经成为全球性的环境问题。

这些抗生素残留物因其对人类健康和生态系统的潜在危害而备受关注。

纳米Fe3O4作为一种环保型材料,在污染物处理方面表现出强大的催化性能,其激活过硫酸盐的体系可以有效地去除水中的有机污染物。

因此,本研究采用纳米Fe3O4激活过硫酸盐来去除水中的SMX和NOR,旨在探讨其去除效果及机理。

二、材料与方法
1. 材料
实验所用的SMX、NOR、纳米Fe3O4以及过硫酸盐均购买自商业供应商。

实验用水为去离子水。

2. 方法
(1)实验装置与操作
实验采用批处理方式进行,将一定量的SMX和NOR溶液与纳米Fe3O4和过硫酸盐混合,置于恒温摇床中反应一定时间后取样分析。

(2)分析方法
采用紫外-可见分光光度计、高效液相色谱仪等设备对SMX 和NOR的浓度进行测定,分析其去除效果。

同时,采用扫描电镜、X射线衍射等手段对纳米Fe3O4的物理性质进行表征。

三、结果与讨论
1. 去除效果
实验结果表明,纳米Fe3O4激活过硫酸盐体系对SMX和NOR的去除效果显著。

随着反应时间的延长和纳米Fe3O4用量的增加,SMX和NOR的去除率逐渐提高。

此外,过硫酸盐的浓度也对去除效果产生影响。

在最佳条件下,SMX和NOR的去除率均达到90%。

《纳米Fe3O4激活过硫酸盐去除磺胺甲恶唑和诺氟沙星的研究》范文

《纳米Fe3O4激活过硫酸盐去除磺胺甲恶唑和诺氟沙星的研究》范文

《纳米Fe3O4激活过硫酸盐去除磺胺甲恶唑和诺氟沙星的研究》篇一摘要:本研究旨在探讨纳米Fe3O4激活过硫酸盐在去除水体中磺胺甲恶唑(SMX)和诺氟沙星(NOR)等抗生素的效果及机制。

通过实验,我们发现纳米Fe3O4能够有效激活过硫酸盐,产生强氧化性物质,从而有效降解水中的SMX和NOR。

本文详细介绍了实验方法、结果及讨论,为纳米材料在环境治理中的应用提供了理论依据。

一、引言随着医药行业的快速发展,抗生素类药物如磺胺甲恶唑(SMX)和诺氟沙星(NOR)等在人类医疗和畜牧业中的使用日益增多,导致这些药物在环境中残留,对生态环境和人类健康构成潜在威胁。

因此,研究有效去除水体中抗生素的方法具有重要意义。

本研究采用纳米Fe3O4激活过硫酸盐的方法,探讨其去除SMX和NOR的效果及机制。

二、研究方法1. 材料与试剂本研究所用材料包括纳米Fe3O4、过硫酸盐等。

SMX和NOR购自专业试剂供应商。

2. 实验方法(1)制备纳米Fe3O4并表征其性质;(2)通过实验确定纳米Fe3O4激活过硫酸盐的最佳条件;(3)在最佳条件下,分别加入不同浓度的SMX和NOR,观察其降解情况;(4)分析降解产物的组成及毒性变化;(5)通过对比实验,探讨其他因素如pH值、温度等对降解效果的影响。

三、结果与讨论1. 纳米Fe3O4的表征通过透射电镜等手段对纳米Fe3O4进行表征,证明其具有较高的纯度和良好的分散性。

2. 纳米Fe3O4激活过硫酸盐的效果实验发现,纳米Fe3O4能够有效激活过硫酸盐,产生强氧化性物质。

在最佳条件下,过硫酸盐的活化效率达到最高,为后续的抗生素降解提供了有力保障。

3. SMX和NOR的降解情况在最佳条件下,纳米Fe3O4激活过硫酸盐能够有效地降解SMX和NOR。

随着反应时间的延长,SMX和NOR的浓度逐渐降低,同时降解产物的毒性也得到有效降低。

4. 影响因素分析pH值、温度等因素对降解效果有一定影响。

在适当的pH值和温度范围内,降解效果较好。

《纳米Fe3O4激活过硫酸盐去除磺胺甲恶唑和诺氟沙星的研究》范文

《纳米Fe3O4激活过硫酸盐去除磺胺甲恶唑和诺氟沙星的研究》范文

《纳米Fe3O4激活过硫酸盐去除磺胺甲恶唑和诺氟沙星的研究》篇一一、引言随着医药行业的快速发展,药物及个人护理品(PPCPs)的广泛使用已引起人们对水环境中药物残留的关注。

磺胺甲恶唑(SMX)和诺氟沙星(NOR)作为典型的抗生素药物,在医药、水产养殖、畜牧业等领域应用广泛,且难于在自然环境中降解,导致水体污染问题日益严重。

目前,如何有效去除水中的SMX 和NOR已成为环境科学领域的研究热点。

纳米Fe3O4作为一种新型的催化剂材料,因其良好的催化性能和环保性,被广泛应用于高级氧化过程中。

本研究的目的是探究纳米Fe3O4激活过硫酸盐对SMX和NOR的去除效果及其机制,以期为环境污染治理提供新的思路和方法。

二、材料与方法1. 材料本研究所用材料包括SMX、NOR、纳米Fe3O4、过硫酸盐等。

所有试剂均为分析纯,实验用水为去离子水。

2. 方法(1)实验装置与操作:本实验采用批量实验法,将一定浓度的SMX和NOR溶液与纳米Fe3O4和过硫酸盐混合,在特定温度和pH值下进行反应。

(2)分析方法:采用紫外-可见分光光度计、高效液相色谱等方法测定SMX和NOR的浓度变化,以及纳米Fe3O4的催化活性。

三、结果与讨论1. 纳米Fe3O4激活过硫酸盐对SMX和NOR的去除效果实验结果表明,纳米Fe3O4激活过硫酸盐能有效去除SMX 和NOR。

在一定的反应条件下,SMX和NOR的去除率随反应时间的延长而增加。

此外,纳米Fe3O4的加入显著提高了过硫酸盐的催化活性,加速了SMX和NOR的降解。

2. 反应机制纳米Fe3O4激活过硫酸盐产生硫酸根自由基(SO4-·),SO4-·具有强氧化性,能将SMX和NOR分解为低毒或无毒的物质。

此外,纳米Fe3O4的表面特性也有助于提高SO4-·的产生效率,从而加速SMX和NOR的降解。

3. 影响因数分析反应温度、pH值、纳米Fe3O4和过硫酸盐的浓度等因素对SMX和NOR的去除效果有显著影响。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

四氧化三铁催化过硫酸钾去除水中四环素实验研究作者:刘京李圣哲吴金想张义鑫师宝宝刘秉涛来源:《河南科技》2020年第01期摘要:基于过硫酸根的高级氧化技术已经广泛应用于去除水中难降解有机物。

本文采用共沉淀法制备催化剂四氧化三铁并进行了XRD表征,通过实验探索了四氧化三铁催化过硫酸盐去除水中四环素的影响因素。

结果发现:氧化剂浓度、催化剂投加量、溶液pH值和反应温度都会影响四环素的去除效率,在中性介质、适当的四氧化三铁投加量条件下,过硫酸钾对四环素的去除效率可达90%。

初步探索降解机理发现,过硫酸根自由基为该体系的氧化能力的来源。

关键词:四环素;过硫酸钾;四氧化三铁;硫酸根自由基中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2020)01-0137-05Abstract: Advanced oxidation technology based on persulfate has been widely used to degrade refractory organics in water. In this work, the catalyst was prepared by a co-precipitation method and found to be ferric oxide by X-ray diffraction image. The experimental study explored the factors affecting the degradation of tetracycline in water by persulfate catalyzed by ferric oxide. It was found that the concentration of oxidant, catalyst concentration, pH value of solution and reaction temperature all affected the degradation of tetracycline. Under the condition of ;catalyst concentration , the removal rate of tetracycline at 240 min can reach more than 90%. It was found that persulfate free radicals were the source of the oxidizing ability of the systemand tetracycline was degraded through several steps.Keywords: tetracycline;potassium persulfate;ferric oxide;sulfate radical四環素类抗生素是一种用于治疗传染性疾病的化学药剂,广泛应用于人类和动物疾病治疗以及水产养殖领域[1]。

四环素在水中难降解,易残留,这会导致人体的抗药性和超级细菌的产生[2]。

但是,传统处理方法对四环素的去除效果并不理想,因此研究价廉高效的降解水中四环素的技术尤为重要。

基于羟基自由基的高级氧化技术(AOPs)可以降解水中的四环素,但反应条件要求为酸性,限制了实际应用[3-5]。

近年来,基于硫酸根自由基(SO4·-)的AOPs 得到广泛关注,这主要是因为与·OH相比其具有更好的氧化能力、宽泛的pH反应条件和更长的半衰期等[1,6,7]。

SO4·-主要由催化过一硫酸盐和过二硫酸盐而断裂O—O键产生。

与过一硫酸盐相比,过二硫酸盐具有价格便宜、稳定性好、自身氧化能力强等优点,但单独利用过二硫酸盐去除四环素的效率非常低。

目前,已有报道基于超声、紫外线和金属氧化物等[8-10]催化过硫酸盐降解四环素,而使用四氧化三铁催化过硫酸盐降解四环素的文献报道较少。

本实验采用共沉淀法制备四氧化三铁作为催化剂,分别考察了催化剂投加量、过二硫酸钾浓度、pH值、反应时间、反应温度等因素对催化过硫酸钾降解四环素产生的影响,并讨论过硫酸盐/四氧化三铁体系中自由基的种类。

1 实验部分1.1 试剂和仪器实验试剂:盐酸四环素(纯度≥97.5%,上海麦克林生化科技有限公司),过硫酸钾(纯度≥99.0%,上海安谱实验科技股份有限公司),其余试剂均为分析纯。

以上试剂使用前均未进一步纯化。

实验仪器:紫外可见分光光度计(N5000,上海佑科仪器仪表有限公司),电子分析天平(GL224I-1SCN,北京赛多利斯科学仪器有限公司),数控超声波发生器(KS3200DE,常州博远实验分析仪器厂),智能恒温振荡器(HNY2102C,天津欧诺仪器股份有限公司),XRD 衍射仪(D/MAX 2 500V,日本理学公司)。

1.2 催化剂的制备将三氯化铁和硫酸亚铁(摩尔比为1∶1)的20 mL混合液加热至60 ℃,然后逐滴加入,放在40 kHz、100 W和60 ℃超声发生器条件下的45 mL 3.0 mol/L氨水中,反应30 min后取出并冷却至室温,用去离子水洗涤至滤液为中性,在40 ℃下真空干燥6 h,取出后研磨并磁性分离待用。

1.3 四环素去除实验控制一定的温度,在锥形瓶中加入一定量的20 mg/L的四环素溶液,用稀硫酸或稀氢氧化钠调至所需的酸碱条件,加入一定量的催化剂后放入恒温振荡器中振荡30 min,以达到吸附平衡,然后加入过硫酸钾溶液后持续振荡,分别在反应时间为30、60、90、120、180 min和240 min时取样,采用滤膜过滤后用紫外可见分光光度计在356 nm处测出吸光度。

2 结果与讨论2.1 催化剂的表征XRD作为一种常用的材料物相检测手段得到了广泛的应用,可用于确定产物的物相组成[11]。

经XRD衍射仪测试,分析了四氧化三铁的晶相结构,结果如图1所示。

从图1可以看出,四氧化三铁的XRD图谱出现了各晶面族的特征衍射峰,其峰形尖锐,其中[2θ]为30.16°、35.52°、43.17°、57.09°和62.70°处的衍射峰为四氧化三铁。

因此,催化剂的主要组成为四氧化三铁。

2.2 影响去除的因素2.2.1 过硫酸钾浓度的影响。

过硫酸钾浓度是影响催化反应的重要因素。

实验研究了室温为25 ℃,pH值=7.0,四氧化三铁投加量为0.05 g/L,过硫酸钾浓度分别为0.32、0.8、1.2、1.6、1.8 mmol/L时四环素的去除率,结果如图2所示。

结果表明:当过硫酸钾的投加量上升,四环素的去除率也会随之上升;在90 min的反应时间段中,随着过硫酸钾浓度上升,反应速率急剧提升;当过硫酸钾浓度由0.32 mmol/L提高到1.2 mmol/L,240 min时四环素的去除率由20%提高到75%;但当过硫酸钾浓度高于1.2 mmol/L时,四环素的去除率提升较少。

其原因是:随着过硫酸钾的浓度上升,SO4·-也随之增加,体系的氧化能力得到显著提升;但过硫酸钾的浓度过高后,SO4·-会发生自我猝灭现象[12],使过硫酸钾的利用率变低,体系的氧化能力提升较慢。

可见,单纯的增加过硫酸钾浓度来提高四环素去除率的方案并不经济。

2.2.2 四氧化三铁投加量的影响。

实验研究了在室温为25 ℃,pH值=7.0,过硫酸钾浓度为1.2 mmol/L和不加过硫酸钾,四氧化三铁投加量分别为0.05、0.10、0.20、0.50、1.00 g/L时四环素的去除率,结果如图3所示。

图3(a)的结果表明:随着四氧化三铁的投加量增加,四环素的去除率也得到提升;当四氧化三铁的投加量由0.05 g/L提高到0.1 g/L时,四环素的去除率急剧提升,特别在60min时,四环素的去除率提高了近25%,这是由于增加了四氧化三铁的投加量,从而增加了活性位点,进而生成更多的SO4·-;当四氧化三铁投加量增加到0.2 g/L时,四环素的去除率逐渐变缓,这说明四氧化三铁催化性能达到饱和。

但是,随着四氧化三铁投加量再继续增大,去除率进一步增大,且发现前30 min去除率增加较大,这可能是四氧化三铁自身吸附的贡献。

不加过硫酸钾时不同四氧化三铁投加量对四环素的吸附如图3(b)所示。

2.2.3 pH值对四环素去除率的影响。

实验研究了在室温为25 ℃,过硫酸钾浓度为1.2 mmol/L,四氧化三铁投加量为0.05 g/L,pH值为3.00、4.00、5.00、5.00、7.00时四环素的去除率,结果如图4所示。

实验表明,随着溶液越偏酸性,四环素的去除率也越高,在pH值为3时去除效果最好。

这极有可能是因为在碱性条件下SO4·-可能会转换成·OH[见式(1)],導致体系中自由基发生变化,最终影响四环素的降解,同时酸性条件可以催化过硫酸盐生成SO4·-,体系的氧化能力上升,见式(2)和(3)。

无须调节pH四环素溶液为酸性,很适合后续的处理,即使在中性条件下四环素仍然能被降解。

2.2.4 反应温度对四环素去除率的影响。

过硫酸盐的O—O键断裂需要一定的热能,因此温度是过硫酸盐体系中的一个重要影响因素,其能决定催化过硫酸盐的程度。

实验研究了在室温分别为10、15、20、25、30 ℃,过硫酸钾浓度为1.2 mmol/L,四氧化三铁投加量为0.05g/L,pH值7.0时四环素去除率,结果如图5所示。

由图可知:四环素去除率随着温度的升高而升高;在240 min时,30 ℃的四环素去除率相比10 ℃提升了20%,这说明四氧化三铁催化过硫酸盐氧化四环素为吸热反应,温度的提升能有效提高四环素的去除速率。

2.3 催化机理过硫酸盐的催化体系的自由基种类多为SO4·-和·OH。

为了探究四氧化三铁/过硫酸钾体系中主要的自由基种类,甲醇和叔丁醇作为自由基的猝灭剂被引入体系。

据报道,甲醇对两个自由基都有较强的猝灭效应;叔丁醇对·OH有较强的猝灭效应,而对SO4·-的猝灭效应较弱。

因此,可以用甲醇和叔丁醇区分体系中的SO4·-和·OH。

分别将各60 mmol/L和120 mmol/L的甲醇和叔丁醇加入四氧化三铁/过硫酸钾体系,结果如图6所示。

从图6可知,当体系加入60 mmol/L和120 mmol/L的甲醇后,四环素的降解率由81.8%降低到70.9%和40.7%;当体系加入60 mmol/L和120 mmol/L的叔丁醇后,四环素的降解率仅降低到80.0%和77.4%。

这说明体系的自由基主体为SO4·-。

相关文档
最新文档