納米氧化鎳吸附四環(huán)素機(jī)理研究.pdf

1、納米材料的出現(xiàn)與廣泛應(yīng)用使人們越來越關(guān)注其環(huán)境效應(yīng)與毒理性質(zhì)。納米材料具有許多優(yōu)良獨特的理化性質(zhì)，如高比表面積、強(qiáng)反應(yīng)活性等，使其在眾多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。例如，納米氧化鎳可以作為催化劑、蓄電池電極、氣敏材料、添加劑等。納米氧化鎳隨廢棄物排放到環(huán)境中后，將沉積于土壤及水體沉積物中，可能會與環(huán)境中的有機(jī)污染物發(fā)生吸附作用。納米氧化鎳具有巨大的比表面積和表面能，對有機(jī)污染物有很強(qiáng)的吸附潛力，可能會影響有機(jī)污染物在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨，然而

2、關(guān)于納米氧化鎳吸附有機(jī)污染物的報道并不多見。
　　 做為應(yīng)用最廣泛的抗生素，四環(huán)素的長期大量使用使其在水體和土壤中被頻繁地檢測出，并維持著較高的濃度，這將對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，本文選用四環(huán)素為目標(biāo)污染物，以常態(tài)氧化鎳為對比，研究了納米氧化鎳對四環(huán)素吸附的強(qiáng)弱與作用機(jī)制，并對環(huán)境水化學(xué)條件對吸附的影響進(jìn)行了探討，為評估納米氧化鎳的環(huán)境效應(yīng)提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。
　　 本文主要內(nèi)容包括以下兩部分：第一，

3、環(huán)境條件下納米氧化鎳對四環(huán)素的吸附親和力；第二，不同水化學(xué)條件，如pH值及金屬離子，對納米氧化鎳吸附四環(huán)素能力的影響。
　　 實驗主要結(jié)果總結(jié)如下：
　　 1)兩種氧化鎳對四環(huán)素的吸附均符合Freundlich模型，且納米氧化鎳對四環(huán)素的吸附強(qiáng)于常態(tài)氧化鎳，而吸附材料經(jīng)比表面積標(biāo)化后，納米氧化鎳的吸附弱于常態(tài)氧化鎳，這表明，四環(huán)素吸附發(fā)生在氧化鎳表面。結(jié)合兩種氧化鎳孔徑表征結(jié)果(納米氧化鎳含有大量中孔，而常態(tài)氧化鎳不存在

4、中孔)及四環(huán)素分子尺寸，推測納米氧化鎳的中孔可能被四環(huán)素分子大量堵塞。
　　 2)納米氧化鎳在pH值為中性條件下對四環(huán)素的吸附最強(qiáng)，且在堿性條件下的吸附強(qiáng)于在酸性條件下，這可能是因為四環(huán)素在納米氧化鎳上的吸附以表面絡(luò)合作用及靜電力作用為主，因為四環(huán)素在中性條件下以雙性離子形態(tài)存在。
　　 3)銅離子的加入大大促進(jìn)了四環(huán)素的吸附，尤其水溶液pH值為5至8之間時。銅離子促進(jìn)吸附程度與加入的初始銅離子濃度有關(guān)，并存在一個最大促

5、進(jìn)值，然而鈣離子的加入對四環(huán)素的吸附幾乎無影響。由此推測，銅離子促進(jìn)四環(huán)素吸附的機(jī)理可能是絡(luò)合作用及表面沉積作用。而pH=5條件下的銅離子對吸附影響的實驗結(jié)果顯示，雖然沒有發(fā)生沉積作用，銅離子仍能促進(jìn)四環(huán)素吸附，驗證了銅離子絡(luò)合作用的存在。pH值及銅離子共同影響下，實驗樣品的水相銅離子濃度與四環(huán)素濃度呈現(xiàn)出的良好正相關(guān)性，進(jìn)一步驗證銅離子的絡(luò)合作用。
　　 4)在堿性條件下，四環(huán)素的加入促進(jìn)鎳離子釋放，這是四環(huán)素與鎳離子發(fā)生絡(luò)合