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近年来,抗生素类物质在水环境中的残留情况日趋严重,其中,以四环素为代表的抗生素类废水污染尤为显著,对水生生态和人类健康构成了严重威胁。然而,传统的生物处理技术无法实现四环素的高效去除,相比之下,光催化氧化技术在抗生素废水治理应用中具有潜在的应用前景。在众多光催化剂中,新型的钨酸铋半导体催化剂引起了学者们的广泛关注,其主要优势体现在催化剂可见光吸收范围广、可见光催化性能和稳定性较好。如何进一步提高钨酸铋催化剂的光催化活性及反应器的光催化效率,成为了目前学者们研究的重点。然而目前对于催化剂在实际水污染治理中的应用研究还较少,并且如何提高其应用过程中的经济效益,如提高粉末催化剂的回收利用率、反应器的光催化效率等,也是未来亟待研究的科学问题。针对上述问题,本论文开展了Bi2WO6可见光催化剂制备、海绵固定化及在连续流光催化反应器中的应用研究,考察了分散剂PVP和SDBS对Bi2WO6催化剂的制备条件及性能的影响,优化了工艺参数;制备了磁性Bi2WO6基复合催化剂和海绵负载型Bi2WO6基催化剂,利用系列表征手段分析了催化剂的结构、组成、光催化活性和稳定性能,确定了最佳制备条件;并将催化剂应用于自制的连续流光催化反应器中,进行高浓度四环素模拟废水的处理研究,取得了较好的处理效果,为光催化技术在含抗生素污染水体治理中的实际应用提供了技术支持。(1)Bi2WO6催化剂制备条件的优化。采用添加分散剂(PVP、SDBS)的溶剂热法制备了Bi2WO6催化剂,并对其制备条件进行了优化,确定了PVP-Bi2WO6和SDBS-Bi2WO6催化剂的最佳制备条件为:PVP添加量1.0wt%、溶剂热反应时间为24h,SDBS添加量1.0wt%、溶剂热反应时间16h。分散剂的加入在一定程度上改善了催化剂的形貌,扩展了光谱响应范围,提高了可见光的利用率。其中,SDBS-Bi2WO6催化剂的形貌和光催化活性最好,60分钟内四环素的去除率可稳定达到90.39%。利用液-质-质方法分析了Bi2WO6催化剂光催化降解四环素过程中的中间产物,并提出了可能的降解途径。(2)海绵负载型Bi2WO6催化剂的制备及在连续池式光催化反应器中的应用。利用海绵的多孔、质轻、易流化的特点,以PVA为固定化剂制备了海绵负载型Bi2WO6催化剂。该复合催化剂的最佳制备条件为:PVA加入量为0.04mmol,海绵与催化剂的质量比为1:1,海绵质量与混合溶液体积比为8(g/L),负载温度为100℃;该条件下催化剂的负载率为43.24%,对四环素的去除率达到94.00%。将海绵负载型Bi2WO6催化剂应用于连续池式光催化反应器中,在进水污染物浓度为50mg/L的条件下反应器的最佳运行参数为:催化剂投加量4g/L、光源强度为140000lux、水力停留时间为6h以上,此时反应器对污染物的去除率稳定在90%左右。由于持续曝气会导致粉末催化剂有脱落的情况发生,损失率约为9.16%。(3)磁性复合催化剂的制备及性能研究。为了解决催化剂粉末的回收问题,采用两步溶剂热合成法成功制备了Bi2WO6/Fe3O4和Bi2WO6/Zn Fe2O4两种磁性复合催化剂。确定了最佳掺杂比例:Fe3O4为0.16wt%、Zn Fe2O4为0.15wt%。在外加磁场作用下Bi2WO6/Fe3O4和Bi2WO6/Zn Fe2O4催化剂2min内的回收率可高达95%以上。Bi2WO6、Bi2WO6/Fe3O4和Bi2WO6/Zn Fe2O4三种催化剂对四环素的去除率分别为90.39%、90.39%和96.85%;一级反应动力学速率常数分别为0.0313min-1、0.0239min-1和0.0366min-1;可见适量的Zn Fe2O4掺杂不仅可以使催化剂具有磁性,也能增强Bi2WO6催化剂的光催化活性,同时还可以提高催化剂的回收效率,具有良好的实际应用价值;为Bi2WO6基磁性复合催化剂的进一步应用奠定了基础。(4)海绵负载型Bi2WO6/Zn Fe2O4磁性复合催化剂的制备及在连续池式光催化反应器中的应用。为了提高海绵复合催化剂的回收率和催化剂的负载率,以PVB为固定化剂,制备了海绵负载型Bi2WO6/Zn Fe2O4催化剂。该复合催化剂的最佳制备条件为:海绵与催化剂的质量比为1:1、负载温度为80℃、PVB加入量为0.10wt%、海绵质量与混合溶液体积比为8g/L。最佳制备条件下得到的催化剂负载率为56.18%、催化剂对四环素的去除率达到98.75%,同时该复合催化剂具有较稳定的光催化活性,催化剂重复使用4次后损失率仅为5.73%。将海绵负载型Bi2WO6/Zn Fe2O4磁性复合催化剂应用于连续池式光催化反应器中,反应器在最佳运行条件下对四环素的去除效率稳定在90%左右,同时催化剂的损失率减小至2.53%,并且脱落部分的粉末催化剂通过磁铁的回收效率达到95%以上。(5)Bi2WO6/Zn Fe2O4催化剂在磁性固定膜式光催化反应器中的应用。利用磁性载体与催化剂磁性相吸的原理,将磁性Bi2WO6/Zn Fe2O4催化剂应用于管式磁性固定膜反应器中,分别考察了光源强度、进水四环素浓度和水力停留时间对处理效果的影响,结果表明水力停留时间对反应器的运行效果影响最大、进水污染物浓度次之、光源强度影响最小;在进水污染物浓度为51.58mg/L、光源强度3.20×105lux、水力停留时间94min的条件下,四环素的去除率达到90%以上;对于不同的进水污染物浓度,通过调控水力停留时间来实现不同的出水指标要求,以实现反应器的最大利用效率。与传统的固定薄膜式反应器相比,该反应器的催化剂固定程序简便稳定,较好地解决了催化剂脱落的缺陷,具有一定的应用前景。