负载型黑磷量子点对磺胺类抗生素的光催化降解研究开题报告
姜婷婷 915102270210
（南京理工大学，江苏 南京 210094）
摘 要：寻找能有效去除水体中残余磺胺类抗生素的方法已经成为了国内外研究的热点。目前治理磺胺类污染废水的主要方法有物理法（如吸附法、膜分离）、生物法和光催化氧化法等。其中，光催化氧化法降解污染物的效率高，所需的反应条件较为温和，操作简便快捷以及无二次污染，故光催化法成为了去除水中抗生素类污染物最具潜力的方法。本工作的重点是通过实验研究新型可见光催化剂（BP@TiO2复合光催化剂）对磺胺类抗生素的光催化降解过程，并考察催化剂的活性、稳定性等催化性能，探明催化剂结构特性对其催化性能的影响机制，展望光催化技术在该领域的研究前景。
关键词：磺胺类抗生素；光催化技术；BP@TiO2复合光催化剂
1 引言
现如今随着我国医药行业的不断发展，大量的抗生素类药品越来越频繁地被用于医疗系统和养殖业。据调查显示，抗生素类药物在人类医用药物使用量中居第三位，占处方药使用总量的6％以上[1]，不仅如此，抗生素也被广泛用在畜牧养殖业中预防家畜疾病和促进家畜生长，其在兽药用量中更是占到70％以上[2]，是世界上使用量最大、应用最广泛的药物之一。大量的抗生素以及其代谢产物被肆意排放到了环境中，造成了一种新型的水体污染——抗生素废水。这类废水中的抗生素由于其复杂的成分结构以及对微生物较强的耐受能力，通常无法在天然环境中自然降解，而常规的污水处理方法也难以除去废水中的抗生素[3]，最终会导致微生物变异从而具有抗药性，促使抗药性细菌大量繁殖，严重破坏水体中菌种和群落的均衡性和多样性，给环境造成极大的影响[4]，甚至还会进入自来水系统给人类的健康带来威胁，破坏人的正常免疫机能和造血系统，损害人体泌尿系统、脑神经系统、 消化系统等[5]。
目前被广泛使用的抗生素按照化学结构可以分为beta;-内酰胺类、喹诺酮类、四环素类、氨基葡萄苷类和磺胺类等[6]，其中磺胺类药物（SAs）因其抗菌谱广、廉价易得以及对细菌性疾病的疗效好，从而成为畜牧兽医临床上应用最广泛的药物之一。美国USGS有关抗生素的检测报告表明，在地表水体、饮用水及污水中，磺胺类药物检出率最高[7]。另外，我国的研究资料也表明，磺胺类抗生素在长江三角洲及珠江三角洲两大发达区域带的污染程度已达到相当高的水平[8]。故寻找能有效去除水体中残余抗生素的方法已经成为了国内外研究的热点。
目前治理磺胺类污染废水的主要方法有物理法（如吸附法、膜分离）、生物法和光催化氧化法等[6]。其中，光催化氧化法降解污染物的效率高，所需的反应条件较为温和，操作简便快捷以及无二次污染，故光催化法成为了去除水中抗生素类污染物最具潜力的方法[4]。
2 抗生素的光催化去除机理
在可见光的照射下，光催化剂受到激发产生电子空穴对，整个光催化过程主要包括以下步骤：（1）当能量高于光催化剂带隙的光被光催化剂吸收时，产生具有高还原和氧化能力的激发电子和空穴。然后，光致电子和空穴分离并迁移到光催化剂表面；（2）部分电子和空穴在迁移过程中重新结合释放热量；（3）电子迁移到光催化剂表面后，启动还原途径，其中O2还原为·O2；（4）相反，当空穴迁移到光催化剂表面时，就会启动氧化通路，而·OH则是由于H2O或抗生素分子的氧化而生成。然后，光催化活性物质·O2或·OH降解抗生素分子。
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