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碳氮包覆纳米Fe3O4的非自由基路径光催化去除养殖废水中四环素的机制研究

郑佳慧 张伟芳

郑佳慧, 张伟芳. 碳氮包覆纳米Fe3O4的非自由基路径光催化去除养殖废水中四环素的机制研究[J]. 环境科学研究.
引用本文: 郑佳慧, 张伟芳. 碳氮包覆纳米Fe3O4的非自由基路径光催化去除养殖废水中四环素的机制研究[J]. 环境科学研究.
Mechanism of non-radical pathway photocatalytic removal of tetracycline from aquaculture wastewater by carbon and nitrogen coated Fe3O4 nanoparticles[J]. Research of Environmental Sciences.
Citation: Mechanism of non-radical pathway photocatalytic removal of tetracycline from aquaculture wastewater by carbon and nitrogen coated Fe3O4 nanoparticles[J]. Research of Environmental Sciences.

碳氮包覆纳米Fe3O4的非自由基路径光催化去除养殖废水中四环素的机制研究

Mechanism of non-radical pathway photocatalytic removal of tetracycline from aquaculture wastewater by carbon and nitrogen coated Fe3O4 nanoparticles

  • 摘要: 四环素(TC)作为一种抗菌剂被广泛应用于渔业养殖中,但由于其利用率低,进入废水后未经有效处理直接排放,将造成周围水环境污染。该研究以氮化碳负载的海藻酸铁水凝胶为前驱基底,经高温煅烧衍生制备碳氮包覆的纳米磁性四氧化三铁复合材料(Fe3O4/CN),采用XRD、FT-IR和TEM等对Fe3O4/CN进行结构表征,并探究其在模拟太阳光下光催化降解水中TC的效能和机理。结果表明,当水体pH值为7,Fe3O4/CN用量为0.05 g/L,光催化反应150 min,TC(50 μmol/L)的去除率可达95.0%以上;Raman、EIS和ESR等结果表明,Fe3O4/CN缺陷程度大,电荷分离效率高;在太阳光照射下,主要通过产生空穴(h+)的非自由基路径直接氧化降解TC,且反应后的材料可通过磁铁分离回收;利用HPLC-MS检测光催化反应的中间产物,推测TC在h+作用下主要发生脱氨基、开环等氧化反应;QSAR模型预测表明中间产物毒性降低。因此,采用基于Fe3O4/CN的光催技术可以有效去除养殖废水中的TC,具有一定的潜在应用价值。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-05
  • 录用日期:  2023-03-31
  • 修回日期:  2023-03-19
  • 网络出版日期:  2023-04-03

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