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抗生素的滥用和不当排放对水陆生生态系统造成了严重威胁,在世界各地水环境污染物调研中普遍检测到盐酸四环素的存在.如何解决水体中高稳定、难降解的盐酸四环素污染问题是当前环境领域重点研究的课题之一.在各种去除方法中,利用光化学反应生成活性氧物种如·CO3–,·OH,·O2–,·SO4–和1O2等实现对有机污染物的降解在众多研究方法中脱颖而出.·CO3–在水体中具有较高的稳态浓度且其对有机物降解具有高选择性.CO32–或HCO3–与活性物种如·OH, h+,·O2–,·SO4–等反应可以生成·CO3–.传统的半导体光催化剂TiO2在光照下会产生·OH,·O2–及h+等活性物种,能有效地降解有机污染物,已有研究发现添加CO32–/HCO3–有利于提高UV/TiO2体系降解有机物的反应速率.贝壳中含有95%以上的碳酸钙,由于其具有低成本、生态友好、无毒性等特点而越来越受到人们的关注.贝壳与TiO2复合,利用贝壳在水相中提供的CO32–/HCO3–与TiO2在光照下产生的·OH,·O2–及h+等活性物种反应生成·CO3–促进光催化反应速率的提高,对盐酸四环素的有效去除具有显著意义.本文通过溶胶-凝胶法合成TiO2-贝壳粉,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、红外光谱和氮气吸附-脱附测试等技术对所得样品进行了表征.考察了TiO2-贝壳粉在模拟太阳光下对盐酸四环素的降解性能.结果表明,在模拟太阳光的作用下, 40%TS-300在30 min内能降解94.0%的盐酸四环素,优于纯TiO2的降解效率(88.6%).通过自由基捕获实验比较了TiO2和TiO2-贝壳粉体系降解盐酸四环素机理的差异,在TiO2光催化降解盐酸四环素体系中,·O2–和h+是主要活性物种.而在TiO2-贝壳粉体系中, TiO2在光照条件下产生的·OH,·O2–及h+通过与贝壳粉在水相中提供的CO32–/HCO3–进一步产生·CO3–,·CO3–、·O2–和h+协同作用实现盐
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催化学报
ISSN: 0253-9837
CN: 21-1601/O6
Year: 2020
Issue: 10
Volume: 41
Page: 1511-1521
8 . 2 7 1
JCR@2020
1 5 . 7 0 0
JCR@2023
ESI Discipline: CHEMISTRY;
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