论文总字数：20358字

摘 要

卡马西平作为治疗精神疾病的主要药物之一，被大量使用，在水质监测中被频繁检测出，而且河流、湖泊等淡水水体是大多数民众的饮用水源，德国研究者们发现卡马西平对生态有长期的危害。卡马西平为芳香杂环化合物，难降解，传统的水处理技术已不能对卡马西平实现有效处理，因此，对于寻求新型方法去除水中卡马西平，已成为研究的一大热点。污泥经过热解无害化处理后，污泥中含有的大量氧化铁金属化合物，可以作为催化剂的活性组分，制成污泥炭催化剂。污泥炭催化剂可成功实现污泥的无害化及资源化处理。

本文综述了利用剩余污泥制备活性炭催化剂，对水中卡马西平进行降解，研究光芬顿降解卡马西平的机理，并探讨了催化剂种类、光强、过氧化氢的投加量、pH值和催化剂的投加量对实验的影响机理，以达到“以污去污”的效果，且有助于我们理解其对环境的影响。

结果表明，光芬顿法对卡马西平有良好的去除作用，当其中影响因素如下：光强为1000 W，pH值为3，HNO₃-SW催化剂投加量为9.8 g/L时，光芬顿效果最好。

关键词：卡马西平、污泥活性炭、光芬顿

Study on Photofenton Treatment of Carbamazepine with Activated Carbon from Sludge and Its Degradation Mechanism

Abstract

Carbamazepine as one of the mainstay of treatment for mental illness, used by a lot, from frequently detected in the water quality monitoring and carbamazepine, rivers, lakes and other water is the most popular source of drinking water, German researchers have found that its long-term harm to the ecological. Carbamazepine for aromatic heterocyclic compounds, refractory, the traditional water treatment technology has not been able to carbamazepine implement effective treatment, therefore, to seek the new method to remove the water carbamazepine, has become a focus in the study. After the harmless treatment of sludge by pyrolysis, a large number of iron oxide metal compounds in sludge can be used as the active component of sludge carbon catalyst to make sludge carbon catalyst. Sludge carbon catalyst can successfully realize the harmlessness and resource treatment of sludge. Use of excess sludge was reviewed in this paper the preparation of activated carbon catalyst to degradation of water carbamazepine, study the Fenton degradation mechanism of carbamazepine, and probes into the types of catalyst, light intensity, hydrogen peroxide, dosing quantity, pH value and catalyst amount of additive effects on experimental machine, in order to achieve "sewage decontamination" effect, and helpful to the understanding of its environmental behavior.

The results showed that the light Fenton reaction has good removal effect to carbamazepine, when the influence factors are as follows: light intensity is 1000 W, pH value for 3, HNO₃-SW catalyst dosing quantity of 9.8 g/L, light Fenton works best.

Key words: carbamazepine, activated sludge carbon, light Fenton

目 录

摘要 I

Abstract II

目 录 I

第一章 文献综述 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 卡马西平的来源 1

1.1.2 卡马西平的基本性质 1

1.1.3 卡马西平的危害 1

1.2 卡马西平去除技术 2

1.2.1 吸附法 2

1.2.2 高级氧化法 2

1.3 研究目的及内容 3

1.3.1 研究目的 3

1.3.2 研究内容 4

第二章 实验内容 5

2.1 实验试剂与设备 5

2.2 溶液配制 6

2.3 催化剂制备方法 6

2.4 分光光度法分析卡马西平溶液 7

2.5 实验步骤 8

2.5.1 吸附实验 8

2.5.2 光芬顿的催化剂选定实验 8

2.5.3 光芬顿的光强选定实验 11

2.5.5 光芬顿的pH值选定实验 12

2.5.6 光芬顿的催化剂投加量选定实验 13

第三章 实验结果 14

3.1 催化剂的吸附 14

3.2 催化剂对光芬顿的影响 14

3.3 光强对光芬顿的影响 17

3.4 过氧化氢投加量对光芬顿的影响 18

3.5 不同pH值对光芬顿的影响 19

3.6 催化剂投加量对光芬顿的影响 20

3.7 卡马西平光芬顿降解机理 21

第四章 总结与展望 23

参考文献 24

致 谢 27

第一章 文献综述

1.1 研究背景

1.1.1 卡马西平的来源

随着人们生活水平的提高，人们需求越来越多，药品和个人护理品(PPCPs)的使用量也越来越大，PPCPs通过各种途径进入自然水体，PPCPs多为难降解物质，具有生物积累性和长期危害性^[1]。近年来，在检测水体中频繁发现PPCPs，引起了广泛的关注。卡马西平 (CBZ) 为含氮的芳香杂环化合物、结构对称而原子结合紧密，被作为治疗精神疾病的首要药物大量使用。Rxlist等的研究表明有72%的卡马西平能够被人体所吸收降解，但是被吸收的的卡马西平中经肝脏消化代谢后仍有1%无法完全降解，所以，剩下的28%卡马西平与其代谢产物进入肝肠循环之后通过尿液和粪便直接排离体外 ^[2-3]。

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