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近年来,我国水产养殖业发展迅速且愈趋集约化。而鱼类代谢物的排放以及残饵的分解,会导致养殖水体氨氮、亚硝酸盐以及硝酸盐过高等问题,而较低浓度的氨氮以及亚硝酸盐就会危害鱼类的健康。另外,作为预防以及治疗鱼病的抗生素也有较大部分残留在水体中,对环境及人类健康造成威胁。半导体光催化技术由于其在降解废水中有毒污染物方面杰出的性能,受到广泛关注。本论文研究了TiO2纳米管电极光电催化降解养殖水体中常见污染物亚硝酸盐和抗生素氯霉素和诺氟沙星的性能,并对TiO2纳米管电极进行了石墨烯修饰改性以提高电极的光利用率。具体工作如下:分别采用三步电化学阳极氧化法和一步电化学阳极氧化法制备了表面形貌均匀的Y型TiO2纳米管阵列(Y-Ti02NTs)和传统TiO2纳米管阵列(TiO2NTs)。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)表征手段对样品的结构和形貌进行分析。表征结果表明:Y型TiO2纳米管阵列呈倒Y型垂直生长于钛基底表面,且均匀紧密排列,上层主纳米管管径约50 nm,管壁厚约10 nm,样品晶型为锐钛矿型;退火温度为450℃的传统TiO 2纳米管阵列排布紧密有序,管径约60nm,管壁厚约10nm,样品晶型也为锐钛矿型。以模拟养殖废水中亚硝酸盐为目标污染物,比较了 Y型Ti02纳米管电极和传统TiO2纳米管电极对亚硝酸盐光电催化性能,考察了 Y型TiO2纳米管电极光电催化降解亚硝酸盐的主要影响因素,如外加偏压、溶液初始pH值、亚硝酸盐初始浓度、溶液中C1-浓度、紫外灯功率以及共存物质氨氮的影响。本文还分析了Y型TiO2纳米管电极降解亚硝酸盐的机理以及与其他研究者采用TiO2薄膜电极降解亚硝酸盐研究结果进行对比。实验结果表明,Y型TiO2纳米管电极的光电催化降解效率是传统TiO2纳米管的1.5倍。增加外加偏压和紫外灯功率、添加C1-以及酸性溶液对亚硝酸盐的光电催化降解是有利的。在酸性条件下,氨氮的存在对亚硝酸盐的降解影响不大。当溶液中存在C1-时,活性氯对亚硝酸盐的降解起主要作用。选择氯霉素(CAP)和诺氟沙星(NOR)作为模拟养殖废水中抗生素类目标污染物,评估Y型Ti02纳米管对其光电催化降解能力。考察了溶液初始pH值、抗生素初始浓度、溶液中共存物质等因素对光电催化效率的影响。结果表明,偏酸性溶液对CAP的降解是有利的,而偏碱性溶液对NOR的降解有利。低浓度的NH4+、NO3-对CAP和NOR降解的影响不大,而溶液中较高浓度的C1-能促进NOR的降解。论文最后采用一步循环伏安电沉积法制备了还原氧化石墨烯(iGO)修饰的Y 型 TiO2 纳米管阵列(rGO/Y-TiO2NTs)电极。通过 FESEM、EDS、XRD、UV-Vis DRS及拉曼光谱等对电极样品进行了表征。分析结果表明,与Y-TiO2NTs相比,rGO/Y-TiO2NTs在紫外光区有更强的吸收,且吸收带边相对Y-TiO2NTs发生红移。此外,以rGO/Y-TiO2NTs电极为光阳极,测试了不同循环伏安沉积圈数对电极光电流响应的影响,考察了在1.OV偏压下电极对氨氮的光电催化氧化性能。结果表明,沉积圈数为30时电极在30 min内对氨氮的光电催化氧化效率为95.9%,其降解氨氮效率是Y-TiO2NTs电极的1.3倍。