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氟喹诺酮类药物是一类广泛使用的合成抗生素,近年来因其在水环境中不断检出、对生态系统有潜在风险而备受关注,因此探索水中氟喹诺酮类药物的高效去除技术具有现实意义。本文以氟喹诺酮类药物中的莫西沙星为研究对象,基于异质结复合和原位生长技术制备了 g-C3N4@TiO2@MoS2复合材料,考察了其吸附与可见光催化去除水中莫西沙星的效能和机理,以期为水环境中莫西沙星的控制与去除提供思路与方案。本文通过在TiO2纳米材料中引入g-C3N4和MoS2两种层状窄带隙材料,制备了 g-C3N4@TiO2@MoS2。通过X射线衍射、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱分析、拉曼光谱等技术对材料的理化特性进行了表征。研究发现复合材料为锐钛矿型,禁带宽度为2.71eV,比表面积为145.58 m2/g,表明g-C3N4@TiO2@MoS2既有可见光催化性能,也具有良好的吸附性能。论文研究了 g-C3N4@TiO2@MoS2吸附去除莫西沙星的反应过程,分析了吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学,拟合结果表明复合材料吸附莫西沙星的反应结合了物理吸附和化学吸附,契合二级动力学方程。平衡吸附容量qe随着莫西沙星浓度的增大而增大,随着投加量增加而降低,最高达到19.96mg/g。我们还考察了 pH、腐殖酸、阴阳离子等因素对复合材料吸附效能的影响,发现吸附效能受pH影响较大,与中性条件相比,酸性和碱性条件下的去除率均有显著下降,主要是因为pH影响了莫西沙星的解离以及材料的表面电荷。当腐殖酸的浓度从0.61mg/L增加到4.84mg/L时,g-C3N4@TiO2@MoS2对莫西沙星的整体去除率先减小后增大。本论文还研究了 g-C3N4@TiO2@MoS2可见光催化降解莫西沙星的效能、反应动力学、影响因素和光催化机理。结果表明莫西沙星的光催化降解遵循拟一级动力学反应,光催化反应100min后莫西沙星基本完全降解,但矿化率仅为42.4%。pH和阴离子对反应过程影响较大,主要是影响了莫西沙星的解离以及材料的表面电荷和自由基的生成。采用LC-MS解析了莫西沙星的光催化降解的反应产物,结合基于密度泛函理论得到的莫西沙星的电荷分布与静电势极值,推断出可见光催化莫西沙星的降解途径。自由基机理研究表明可见光催化过程中·O2-和·OH起了主要作用。发光细菌毒性测试发现g-C3N4@TiO2@MoS2材料的可见光催化降解可降低反应体系的生物毒性。