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摘 要

环丙沙星作为第三代的喹诺酮类抗生素，常用于治疗细菌所致的急慢性感染。自研究开发以来，便成为临床主要的抗感染药物之一，每年国内外使用量巨大。然而环丙沙星和其它喹诺酮类药物使用后残留物主要是以原药形式存在，且难被降解，从而大量残余在水环境中，造成了严重的环境危害。

对于水环境中环丙沙星的去除技术，国内外都有不少研究，目前关于环丙沙星抗生素的光芬顿催化氧化及其影响因素却鲜有报道。光芬顿催化氧化的反应机理是利用H₂O₂ 和Fe² 在紫外光的催化作用下，生成大量具有强氧化性的·OH，将有机物彻底降解成无害物质的过程。本实验研究此技术，考察环丙沙星在水环境中的催化氧化，深入探讨催化剂种类、光照强度、初始pH值、过氧化氢的投加量和催化剂的投加量对实验的影响。

结果表明，光芬顿催化氧化对环丙沙星有良好的去除作用，当其中影响因素如下：光照为1000 W，初始pH=7，过氧化氢投加量为0.090 mL，在40 ℃下混合酸改性24 h的污泥炭催化剂投加量为0.1000 g，光芬顿催化氧化效果较佳。

关键词：环丙沙星 过氧化氢 催化氧化 光芬顿

Study on Degradation of Ciprofloxacin by Mixed Acid Modified Peat based on Photo-Fenton.

Abstract

Ciprofloxacin, a third generation quinolone antibiotic, is commonly used in the treatment of acute and chronic infections caused by bacteria. Since the research and development, it has become one of the main anti-infection drugs in the clinic. However, the residues after the use of ciprofloxacin and other quinolones are mainly in the form of TK and difficult to be degraded, resulting in a large amount of residues in the water environment, causing serious environmental hazards.

There are many studies on the removal technology of ciprofloxacin in water environment around the world. At present, the photo-Fenton catalytic oxidation of ciprofloxacin and its influencing factors are rarely reported. The reaction mechanism of photo-Fenton catalytic oxidation is to use H₂O₂ and Fe² under the catalysis of ultraviolet ligh，and generate a large number of strong oxidation · OH, the process of completely degradable organic matter to harmless substances . In this experiment, the catalytic oxidation of ciprofloxacin in water environment was investigated, and the effect of catalyst type, light intensity, initial pH value, dosage of hydrogen peroxide and catalyst dosage on the experiment were discussed in detail.

The results show that the photo-Fenton oxidation of ciprofloxacin has a high removal efficiency on ciprofloxacin. When the light is 1000 W, the initial pH was 7, hydrogen peroxide is 0.090 mL,. When the amount of peat catalyst modified by mixed acid for 24 h at 40 ℃ was 0.1000 g, the catalytic oxidation effect of photo-Fenton was better.

Key Words: Ciprofloxacin；Hydrogen peroxide；Oxidation；Photo-Fenton

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 环丙沙星的性质 1

1.1.1环丙沙星的定义 1

1.1.2环丙沙星的性质 1

1.2 环丙沙星的环境归趋 2

1.2.1 环丙沙星的污染现状 2

1.2.2 环丙沙星对人体的危害 2

1.3 环丙沙星的去除方法 3

1.3.1 生物处理方法 3

1.3.2 化学处理方法 3

1.3.3 物理处理方法 3

1.3.4 高级氧化技术 3

1.4 研究目的和内容 5

1.4.1 研究目的 5

1.4.2 研究内容 5

第二章 实验内容 6

2.1 实验试剂与设备 6

2.2 溶液配制 7

2.3 催化剂制备方法 7

2.4 实验分析方法 8

2.4.1 分光光度法分析环丙沙星溶液 8

2.5 实验步骤 9

2.5.1 吸附实验 9

2.5.2 催化剂选定实验 9

2.5.3 H₂O₂投加量选定实验 10

2.5.4 催化剂投加量选定实验 10

2.5.5 光照强度选定实验 11

2.5.6 初始pH值选定实验 11

第三章 实验结果 12

3.1 不同催化剂的吸附 12

3.2 不同催化剂的影响 12

3.3 不同过氧化氢投加量的影响 13

3.4 不同催化剂投加量的影响 14

3.5 不同光照强度的影响 15

3.6 不同初始pH值的影响 16

第四章 总结与展望 18

参考文献 19

致 谢 22

第一章 文献综述

1.1 环丙沙星的性质

1.1.1环丙沙星的定义

环丙沙星属于第三代喹诺酮类抗菌药物，是通过人工合成产生的，杀菌效果好，对大多数细菌的抗菌活性较其他抗生素强，而且对肠杆菌、绿脓杆菌、流感嗜血杆菌等其他菌种皆具有抗菌作用。

1.1.2环丙沙星的性质

环丙沙星（CIP），分子式为C₁₇H₁₈FN₃O₃，分子量为331.34200。中文别名为1-环丙烷基-6-氟-1，4-二氢-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸，结构式如下图。

图1-1 CIP的结构式

1. 环丙沙星的理化性质

环丙沙星外观呈白色粉末，密度是1.461 g/cm³，熔点为255-257 ℃，闪点为305.6 ℃，沸点为581.8 ℃ at 760 mmHg，储存条件为0-5 ℃。

1. 环丙沙星的药理作用

环丙沙星能够抵抗大部分细菌，抗菌活性好，具有很强的渗透性，血药浓度高，毒性低，不易产生耐药性，并且能很快分布至其它各器官。环丙沙星作为药物口服时易吸收，但肌肉注射效果更佳。新型喹诺酮类广谱抗菌药物，对革兰氏阳性和阴性细菌作用极强，第三代喹诺酮类抗菌素，抗菌谱广，杀菌力强而迅速。对包括绿脓杆菌以及金黄色葡萄球菌在内的革兰阳性和阴性菌均有较好的杀菌作用。而环丙沙星在治疗中则常用于细菌所致的急慢性感染。

1.2 环丙沙星的环境归趋

1.2.1 环丙沙星的污染现状

环丙沙星作为第三代喹诺酮类抗菌药物，是人工合成的一种抗生素。由于近年来许多制药厂、城市污水处理厂以及医院的废水排放不规范，导致大量的环丙沙星等其他抗生素排入人类生存的水体环境，对人类的生产活动造成了极大危害。

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