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近年来,三氯乙烯(TCE)等卤代烃和新兴污染物抗生素对水体的污染已经引起了人们的注意。三氯乙烯是优先控制污染物,具有毒性、生物难降解性,而抗生素由于生物难降解易引起生物抗药性,利用传统处理工艺难以去除,均易对人体和环境造成危害。因此卤代烃和抗生素污染的控制问题已经成为全球环境亟待解决的问题之一。
基于对零价铁研究,本研究采用不同去除方法分别对三氯乙烯和抗生素进行去除。第一部分:首先利用浸渍法制备蒙脱土负载纳米零价铁(MMT-nZVI),采用BET、XRD、SEM对其进行表征,结果表明纳米零价铁在材料表面负载均匀,粒径为20-90nm,平均铁含量为64.675 mg·g-1。将MMT-nZVI进行成型研究,利用成型后MMT-nZVI的机械强度和抗水性能为指标,确定最佳成型配比为10%SB粉∶5%活性炭∶2.5%甘油∶45%的水∶煅烧时间4h∶煅烧温度400℃。随后将成型后的MMT-nZVI应用于水体中TCE的去除,研究了溶液pH、材料投加量、干扰离子和TCE的初始浓度对去除率的影响。
第二部分:首先利用MMT-nZVI对石墨毡电极进行改性处理,制备MMT-nZVI/PTFE/CB阴极,通过XRD、SEM(EDS)、CV对阴极材料进行形态、结构和电化学表征,将其应用于电芬顿体系中降解环丙沙星(CIP),并研究了初始pH、外加电压、电极上MMT-nZVI负载量、电极间距和CIP初始浓度对环丙沙星降解效率的影响,随后利用曲面优化设计(BBD)对影响因素进行优化,得到当CIP浓度为10mg·L-1时,pH为3.57,外加电压为1.7V,MMT-nZVI负载量为2.68g,电极间距为5.56cm,CIP的去除率可达99.37%。最后研究了体系的反应动力学和反应机理,确定降解动力学方程为-d[CIP]/dt]=0.728e-Ea/RT[MMT-nZVI]0.2819[H+]0.592[CIP]0.222。
基于对零价铁研究,本研究采用不同去除方法分别对三氯乙烯和抗生素进行去除。第一部分:首先利用浸渍法制备蒙脱土负载纳米零价铁(MMT-nZVI),采用BET、XRD、SEM对其进行表征,结果表明纳米零价铁在材料表面负载均匀,粒径为20-90nm,平均铁含量为64.675 mg·g-1。将MMT-nZVI进行成型研究,利用成型后MMT-nZVI的机械强度和抗水性能为指标,确定最佳成型配比为10%SB粉∶5%活性炭∶2.5%甘油∶45%的水∶煅烧时间4h∶煅烧温度400℃。随后将成型后的MMT-nZVI应用于水体中TCE的去除,研究了溶液pH、材料投加量、干扰离子和TCE的初始浓度对去除率的影响。
第二部分:首先利用MMT-nZVI对石墨毡电极进行改性处理,制备MMT-nZVI/PTFE/CB阴极,通过XRD、SEM(EDS)、CV对阴极材料进行形态、结构和电化学表征,将其应用于电芬顿体系中降解环丙沙星(CIP),并研究了初始pH、外加电压、电极上MMT-nZVI负载量、电极间距和CIP初始浓度对环丙沙星降解效率的影响,随后利用曲面优化设计(BBD)对影响因素进行优化,得到当CIP浓度为10mg·L-1时,pH为3.57,外加电压为1.7V,MMT-nZVI负载量为2.68g,电极间距为5.56cm,CIP的去除率可达99.37%。最后研究了体系的反应动力学和反应机理,确定降解动力学方程为-d[CIP]/dt]=0.728e-Ea/RT[MMT-nZVI]0.2819[H+]0.592[CIP]0.222。