【摘 要】
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近些年来,随着科技的进步,工业化进程的加快发展,医疗行业、畜牧业等行业一直在飞速发展,随着而来的污水量也不断增加。这些废水中含有较高含量的抗生素污染物。这些抗生素在一般的环境条件下不易被降解,容易在环境中蓄积,通过食物链在生物体内传递。因此必须采取相应的措施来处理水体中的抗生素污染物。本研究采用花生壳作为原材料制备生物炭（BC）,并利用硝酸铁和氯化锌进行改性来提高花生壳生物炭的性能。研究选取四环素
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近些年来,随着科技的进步,工业化进程的加快发展,医疗行业、畜牧业等行业一直在飞速发展,随着而来的污水量也不断增加。这些废水中含有较高含量的抗生素污染物。这些抗生素在一般的环境条件下不易被降解,容易在环境中蓄积,通过食物链在生物体内传递。因此必须采取相应的措施来处理水体中的抗生素污染物。本研究采用花生壳作为原材料制备生物炭（BC）,并利用硝酸铁和氯化锌进行改性来提高花生壳生物炭的性能。研究选取四环素作为目标污染物来测定复合材料的催化性能,主要工作如下:（1）用热解法将花生壳生物质制成生物炭,采取浸渍-热解的方法进行改性,混合花生壳生物质跟硝酸铁,制备不同质量比的BC-Fe复合材料,质量比为:10%,20%,30%,40%。采用伪一级动力学模型分析四环素的降解效率,当硝酸铁的投加量为1g时,BC-Fe的质量比为20%,这时对污染物的去除率最高。在该最佳负载比的基础上加入1g氯化锌,制备BC-Fe-Zn三元复合材料,BC-Fe-1-Zn/PS/TC降解体系在120min内对四环素（TC）的降解率为88.60%,且改性后的复合材料催化性能明显高于单独的BC和BC-Fe材料。（2）根据扫描电子显微镜（SEM）、比表面积和孔径分布分析仪（BET）、X射线衍射仪（XRD）表征结果显示,铁元素在BC表面呈颗粒状,并且和锌元素一起成功的附着在了BC表面。BC-Fe-1-Zn/PS/TC降解体系在溶液的p H小于7时,在120min内对TC的降解率约为90%。研究通过Zeta电位结果显示,BC-Fe-1-Zn的电势为负值且数值最小,TC在p H小于4的情况下带正电,所以通过Zeta电位数据验证显示p H=3时,去除效果最好,为最佳p H值。（3）在离子实验中,采用实验中可能出现的阴离子:NO3-、Cl-、SO42-以及未掺杂阴离子的反应条件进行对比实验,结果表明,这些离子对TC的降解影响较小。然后投入Et OH、TBA、BQ和Na N3进行自由基淬灭实验,结果发现这些物质都对BC-Fe-1-Zn/PS/TC降解体系中TC的降解具有抑制作用,但是Et OH和TBA的抑制作用最为明显,说明该体系中的主要活性物质种类是SO4·-和·OH。对该降解体系进行电化学分析表明BC-Fe-1-Zn复合材料具有良好的电子转移能力,该体系中有电子转移路径的存在,并且有利于BC-Fe-1-Zn对TC的降解。（4）通过对BC-Fe-1-Zn材料进行傅立叶转换红外光谱（FTIR）和X光电子能谱（XPS）表征分析,结果表明BC-Fe-1-Zn表面官能团-OH、-CO和-CH可能参与PS激活过程,并且可能吸附TC及其中间产物;C-C、C-O、C=O键可通过静电吸附TC及其在降解过程中产生的中间产物;铁元素和锌元素可能以间接或直接的方式参与PS的活化过程,并且这两个元素之间不会相互抑制而降低催化降解效果。
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