改性TiO2对水体中阿替洛尔去除的应用研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：X5密级：公开UDC：502学号：150472改性TiO2对水体中阿替洛尔去除的应用研究研究生姓名：李莲导师姓名：吴磊副教授申请学位级别工学硕士学位授予单位东南大学工程领域名称环境科学与工程论文答辩日期2018年6月5日研究方向水污染控制工程学位授予日期2018年6月日答辩委员会主席宋海亮评阅人S18003219/S180032202018年6月10日工学硕士学位论文改性TiO2对水体中阿替洛尔去除的应用研究专业名称：环境科学与工程研究生姓名：李莲导师姓名：吴磊本论文获国家水体污染控制

2、与治理重大专项资助项目（2012ZX07101-005-04）、江苏平原区水乡典型村落污水治理与资源化利用新技术研究与应用（2016029）资助。StudyontheApplicationofModifiedTiO2RemoveAtenololinWaterADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLiLianSupervisedbyAssociateProf.WuLeiSchoolo

3、fEnergyandEnvironmentSoutheastUniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家

4、图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要近年来，环境中残存的药物及个人护理品的问题已经引起了越来越多的关注。阿

5、替洛尔（ATL）作为一种常见的β1受体阻滞剂，用来治疗心血管疾病已经有三十多年的时间，也是使用最广泛的高血压药物之一。ATL的长期大量使用及较高的水溶性和稳定性，目前已在各类水体中被广泛检出。研究表明，ATL能够抑制人类胚胎细胞的生长，对水生生物和生态环境有很大的潜在威胁。自然条件下水环境中ATL较为稳定，并且采用传统水处理技术和生态修复技术很难有效去除。因此，研究高效有效的方法去除水环境中的ATL对生态环境稳定和生物健康发展具有重要意义。本论文主要进行了两方面的研究，一是TiO2改性方法的研究，以制取可见光条件

6、下高效催化剂，二是水体原位修复光催化反应器的研究，以确定催化剂的负载和光催化浮床的设计参数。前者，首先制备了过渡金属铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）、钨（W）修饰的TiO2，考察了不同掺杂物、不同掺杂量和煅烧温度改性的TiO2对ATL去除效果的影响，筛选出效果最好的金属离子改性TiO2，并进行了表征。其次，对所筛选的改性催化剂进行了ATL可见光降解性能的研究，影响因子包括催化剂投加量、底物初始浓度、光源、溶液初始pH等，同时对反应机理进行了研究。后者，采用光催化浮床反应器，对催化剂的负载材料、催化剂

7、负载后的可见光催化效果、影响因素、稳定性及反应动力学进行了探究。主要研究结果如下：1、不同金属掺杂的TiO2光催化降解ATL的研究。相较于纯TiO2商品P25，Fe、Cu、Zn、Mn和W的掺杂均能提高TiO2的可见光响应能力，以及改性TiO2粉末对ATL的光催化降解性能，提高程度的排序为：W>Zn>Fe>Cu>Mn。2、W掺杂TiO2光催化降解ATL的研究。W的掺杂能显著提高TiO2在可见光下的吸收性能，增大催化剂的比表面积，维持良好的晶型结构，最佳制备条件为钨掺杂量为10%at（at表示摩尔比），500℃下煅烧

8、4h。采用该催化剂，投加量为1g/L，在功率为13W的LED白灯模拟的可见光下，水溶液中10mg/L的ATL在反应240min后降解率达92%。通过自由基抑制实验发现，10%W-TiO+2-500光催化氧化降解ATL的主要活性基团是空穴（h）和OH·；通过HPLC-MS和TOC分析，推断出ATL的降解途径，主要包括醚支链的断裂、羟基化、形成苯甲醛衍生物、官能团的消除和分子