摘要
在过去的几十年里，抗生素的发现和应用帮助人们治疗了细菌感染。然而，抗生素的广泛使用使其容易通过生活废水和工业废水传播到水环境中，造成严重的环境污染。因此，有必要解决影响人类健康的环境危机。半导体光催化因其对环境友好的特性而受到相当大的关注，以解决人们对环境污染和太阳能利用能源危机的担忧。在光催化过程中，光生电子和空穴对被光激发分离，然后迁移到整个主体的表面反应位点以降解污染。以前的研究已经提出了一些有效的策略来促进电荷载流子的分离，提高降解效率，如元素掺杂、缺陷工程和异质结形成。 除此之外，抗生素的痕量检测同样重要，人们需要灵敏高和选择性强的方法来检测抗生素。目前，已建立了多种检测抗生素的分析方法。其中，电化学法以其高灵敏度、高准确度和痕量检测等优点，在抗生素分析检测中具有广阔的应用前景。 本课题通过合成两种不同的铁酸镉纳米复合材料，分别二硫化钼/铁酸镉(MoS2/CdFe2O4)和钛酸锶/铁酸镉(SrTiO3/CdFe2O4)。使用高倍透射电镜、X光电子能谱、傅里叶变换红外光谱等多种表征技术研究复合材料的形貌尺寸、元素组成。然后通过对材料配比以及实验条件的优化与调整，找到复合材料性能的最优值。用于抗生素降解与检测，考察其机理。 (1)通过两步简单的水热合成法制备MoS2/CdFe2O4复合材料，构建了一种光催化剂。60％MoS2/CdFe2O4的光催化降解四环素(TC)的效率高达87.0％,优于单体MoS2、CdFe2O4以及不同质量比的复合材料。通过UV-VisDRS光谱和Mott-Schottky图谱得到的带隙和导带、价带位置，提出了Z型异质结构。羟基自由基(·OH)和空穴(h+)是60％MoS2/CdFe2O4光催化降解TC的主要活性物种。 (2)采用水热法制备了SrTiO3/CdFe2O4复合材料。Ⅰ型异质结的构建使得SrTiO3/CdFe2O4复合物的光响应扩大至可见光区域，提高了光降解性能。在可见光下,60％SrTiO3/CdFe2O4对环丙沙星(CIP)的光降解在120分钟的效率高达85.5％,远高于其单体材料。SrTiO3和CdFe2O4的复合改善了光生电子-空穴对快速复合，提高了电子分离效率。在光降解CIP的过程中，主要作用的是?O2-，其次是h+和?OH。 (3)在(2)合成基础上，考察了SrTiO3/CdFe2O4复合材料用于修饰电极来检测诺氟沙星的电化学传感性能，并对材料的配比、滴涂量以及待测液的pH值、扫描速率进行实验条件的优化，以确定最佳的实验条件;在上述条件下，运用循环伏安法对诺氟沙星待测液进行了电化学检测。诺氟沙星的浓度与产生的峰值电流在1×10-8M-1×10-4M的范围内存在良好的线性关系，检出限LOD(3σ/S)为0.064μM。
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