磁性碳納米復(fù)合材料對水環(huán)境中多環(huán)芳烴和抗生素藥物的吸附去除.pdf

1、磁性碳納米復(fù)合材料已成功制備且用于水環(huán)境中有機(jī)污染物的吸附去除。多環(huán)芳烴(PAHs)是一類廣泛分布的有機(jī)污染物，有強(qiáng)致突變、致癌性，并且可能是內(nèi)分泌干擾物?，F(xiàn)在人們更多地關(guān)注于它們對人類健康的生物影響。目前發(fā)現(xiàn)已有超過二百多種不同的多環(huán)芳烴，其中有16種被USEPA列為持久性的優(yōu)先去除污染物，它們已引起世界范圍內(nèi)的環(huán)境關(guān)注?？股厮幬飶V泛用于人類和動物疾病的醫(yī)療保健以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化。然而抗生素藥物的濫用使得全球各地已不斷發(fā)現(xiàn)許多耐藥性基因

2、，地表水、地下水和沉積物中頻繁的檢測出這些藥物殘留物。這些流失到環(huán)境中的抗生素將使一些病原體產(chǎn)生抗藥性，對公眾健康造成嚴(yán)重的威脅。因此，實(shí)驗(yàn)采用三種不同的磁性碳納米復(fù)合材料作為吸附劑對水中的多環(huán)芳烴（蒽、萘）以及環(huán)丙沙星抗生素藥物進(jìn)行吸附去除的研究。
　　 1.本實(shí)驗(yàn)利用化學(xué)共沉淀方法制備了磁性多壁碳納米管，研究了磁性多壁碳納米管對水中蒽的吸附行為及pH值、離子強(qiáng)度、腐殖酸等因素的影響.結(jié)果表明，在弱酸性條件下其吸附效率最高，離

3、子強(qiáng)度對吸附的影響較小，低濃度腐殖酸抑制蒽的吸附，高濃度腐殖酸則可以促進(jìn)吸附;蒽的吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程;磁性多壁碳納米管對蒽去除率超過98％，最大吸附量可達(dá)到95.2mg/g，能有效地去除水中的蒽。
　　 2.本實(shí)驗(yàn)通過一種簡單的一步回流的方法制備活性炭/鈷鐵氧磁性納米復(fù)合物(Activatedcarbon/CoFe2O4)，并用XRD、氮?dú)馕浇馕降葴鼐€、TG、SEM和TEM對其進(jìn)行了形態(tài)結(jié)構(gòu)的表征。研究了該磁性復(fù)合

4、材料對水溶液中萘的吸附去除行為，以及環(huán)境因素pH和離子強(qiáng)度對吸附的影響。Langmuir模型能較好的擬合吸附平衡數(shù)據(jù)，去除萘的動力學(xué)更符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。該磁性活性炭吸附萘受溶液的pH影響較小，離子強(qiáng)度為0到0.5M的NaCl對萘的去除無影響，然而當(dāng)NaCl濃度高于0.5M時，由于鹽析效應(yīng)致使吸附量增加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最大的吸附量為96.90mg/g。該磁性吸附劑有良好的吸附能力、可重復(fù)使用性和簡單地通過外加磁場達(dá)到分離的效果。因此該活

5、性炭/鈷鐵氧磁性碳納米復(fù)合材料能有效地用于水中萘的吸附去除。
　　 3.本實(shí)驗(yàn)合成了一種新的磁性介孔碳材料復(fù)合物(Fe3O4/C)，對其形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了XRD、氮?dú)馕浇馕降葴鼐€、FT-IR、TG、ζ電勢、SEM、TEM的表征。研究了Fe3O4/C吸附劑去除環(huán)丙沙星抗生素的吸附行為。Langmuir吸附等溫線更適用于擬合吸附過程，動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)速率方程。溶液pH是Fe3O3/C吸附去除CIP過程中的關(guān)鍵，在溶液呈中性的條