量子点表面印迹智能型光催化剂制备及选择性降解抗生素废水研究

In this work,according to the special photocatalysis performance of semconductor quantum dots, the targeted identify of surface molecular imprinted technology and thermosensitive polymer temperature controllability, we proposed selected photocatalytic degradation of tetracycline antibiotics with the thermosensitive polymer modified surface imprinted quantum dots, and study the intelligent degradation of tetracycline antibiotics behavior and menchanism. First, the narrow size distribution, good crystallization, controllable surface properties, good stability, light photocatalytic activity stability Ⅱ-Ⅵ quantum dots were prepared via hydrothermal/solvothermal method, composite assembly method etc. and then it was prepared the intelligent, high selectivity and photo-degradation tetracycline antibiotics of surface imprinted photocatalysts and thermosensitive polymer modified technology, and solved the problems of uncontrollable, non-selectivity and low photocatalytic activity. It studys the identify of intelligent degradation mechanism of quantum dots and/ suface modified quantum dots, perfects the corresponding thermodynamic model. It studys design and preparation of photocatalysis with stirring rod which could intelligent controllablityand selecte photo-degradation of tetracycline antibiotics, stirring device as the carriers, establishs a suit of photocatalysis device which could apply actual treatment of antibiotic wastewater.

本课题旨在综合半导体量子点材料的光催化特异性能、表面分子印迹技术的靶向识别、温敏型高分子的温度可控等优点，提出温敏型高分子修饰表面印迹半导体量子点智能型可识别性光催化去除四环素抗生素废水的行为和机理研究的课题。通过水热/溶剂热方法、微波法、复合组装法等手段合成具有尺寸分布窄、结晶性好、光稳定性好、表面性质可控、量子产率高、光催化活性稳定的Ⅱ-Ⅵ量子点材料，并与表面分子印迹技术和温敏高分子修饰技术相结合，制备具有智能可控化、选择性、高效降解环境中抗生素类污染物的表面分子印迹光催化剂，以解决光催化效率不高及其光催化降解的无选择性、不可控的问题；研究量子点及表面修饰量子点的智能可控识别光催化降解抗生素废水的机理，建立相应的热力学动力学模型；研究以光催化体系搅拌装置为载体，设计、制备可智能型可控/选择性光催化降解抗生素废水的光催化用搅拌棒。

抗生素的大量使用已经造成了很严重的环境问题。由于它的稳定性，传统的污水处理法并不能有效地将其从环境中去除。光催化氧化技术是一种可以将污染物降解到无毒小分子化合物的绿色环保技术。纳米半导体材料由于其独特的光、磁、电等特性，在化工、医药、电子和环境保护等领域得到广泛的应用，成为目前最热门的研宄材料之一；特别是量子点材料独特的光学、尺寸等特性在光催化领域具有良好的应用前景。本课题通过水热或溶剂热技术，合成出单一量子点材料、复合改性量子点材料、量子点负载型光催化剂，以及耦合分子印迹技术制备出智能型识别光催化剂，并用于环境中抗生素污染物的光催化降解；单一量子点体系研究中，系统考察量子点材料的合成影响因素及光解抗生素的构效关系，并利用质谱分析，详细研究了量子点光催化降解抗生素的过程；复合改性量子点体系研究中，系统考察了不同半导体材料以及离子掺杂量子点对改性量子点光催化剂活性的影响，并探讨了量子点改性的机理；量子点负载体系研究中，利用载体的独特作用使量子点材料进一步功能化，并增强量子点材料的光降解活性；智能印迹量子点体系研究中，耦合分子印迹技术获得具有温敏响应的智能识别并可选择性光催化降解的复合量子点光催化材料，并探讨了其识别的机理和选择性。通过本项目几个体系的实施，对量子点的应用有了进一步的认识，量子点复合光催化材料的构建对复合材料的发展起到推动作用，特别是对分子印迹技术在识别光催化降解中对智能复合材料的构建具有重要的作用。