摘要
近年来，水环境问题受到各界的广泛关注，其中，四环素残留和重金属离子是本研究重点考察的对象。四环素在人类生产生活中使用广泛，但随着对其的滥用，导致环境中出现大量四环素残留，从而对生态环境造成严重影响。光催化技术是公认的绿色环保技术，能够实现对四环素残留的高效降解。而水体中多种金属离子的存在会阻碍各工艺对特定高毒性重金属离子的选择性去除效果，离子印迹技术能够实现对目标重金属离子的选择性识别。因此光催化技术和离子印迹技术的结合能够实现对目标高毒性重金属离子的选择性去除，同时达到对四环素残留的高效降解。由于磁性材料能够被快速分离，提高利用率，因此被用作基体来改善离子印迹光催化剂的循环再利用性。本论文以磁性半导体材料为基体，并利用离子印迹技术在其表面包覆离子印迹层，从而制备出一系列磁性离子印迹光催化剂。通过大量实验对材料光催化降解四环素、选择性去除重金属离子和稳定性等进行了系统考察。主要内容如下： (1)制备离子印迹Cd2+-CdS/Fe3O4光催化剂(离子印迹CdS/Fe3O4)，研究其降解四环素同时选择性去除Cd2+的性能。利用XRD、TEM等手段表征材料的结构和形貌，通过ICP、UV-Vis等技术考察材料的光催化降解和选择性性能。由于吡咯烷酮羧酸钠(透光材料)的存在使得离子印迹CdS/Fe3O4能够吸收绝大多数的光，同时，由于Fe3O4具有转移电子的作用和良好的磁性，使离子印迹CdS/Fe3O4表现出优异的光催化降解四环素的能力和稳定性，其降解率为75.32％。此外，大量印迹孔的存在使得材料对于Cd2+的去除具有较好的选择性，其在1h内对Cd2+的吸附容量最高，为154.99mg/g，同时，离子选择性系数和材料选择性系数均大于1。 (2)制备离子印迹Cr6+-ZnFe2O4光催化剂(离子印迹ZnFe2O4)，研究其降解四环素同时选择性还原Cr6+的性能。利用XRD、TEM等手段表征材料的结构和形貌，通过ICP、UV-Vis等技术考察材料的光催化降解和选择性还原性能。由于4-vp可以有效地转移电子，提高电子、空穴分离率，使材料对四环素有较高的降解率，C/C0为0.416。结合Cr6+印迹孔的作用，使材料表现出对Cr6+较好的选择性还原性能，2h内对于Cr6+的还原率可达92.67%，且其离子选择性系数和材料选择性系数均大于1。同时，由于ZnFe2O4具有磁性，能够被分离回收，提高稳定性，实现循环再利用。 (3)制备离子印迹Cu2+-POPD-CoFe2O4光催化剂(离子印迹POPD-CoFe2O4)，研究其降解四环素同时选择性还原Cu2+的性能。利用XRD、TEM等手段表征材料的结构和形貌，通过ICP、UV-Vis等技术考察材料的光催化和选择性还原性能。由于POPD与CoFe2O4形成异质结结构，进一步促进光生电子空穴的分离，使得材料对四环素有较高的降解能力，降解程度为0.398，对Cu2+有较好的选择性还原能力，其离子选择性系数与材料选择性系数均大于1。同时，由于CoFe2O4具有磁性，使得材料能够有效地被分离回收，实现可循环利用。
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