電增強(qiáng)活性炭纖維吸附兩種磺胺類抗生素的研究.pdf

1、磺胺類抗生素廣泛應(yīng)用于人類醫(yī)療和畜牧業(yè)生產(chǎn)，是重要的人畜共用藥物，近年來在環(huán)境中污染現(xiàn)象嚴(yán)重。抗生素進(jìn)入動(dòng)物和人體后，大部分會(huì)以原藥或代謝物的形式排出體外，進(jìn)入水體和土壤中，對(duì)人類健康及生態(tài)環(huán)境造成潛在威脅。因此開發(fā)安全高效的抗生素去除方法勢在必行。電吸附是一種不涉及電子得失的非法拉第過程，通過外加極化電場能夠提高吸附速率和吸附容量，是一種效率高，能耗低，環(huán)境友好的處理技術(shù)，近年來在水污染控制領(lǐng)域得到了廣泛的肯定和支持。本論文以新型碳納

2、米材料活性炭纖維(ACFs)作為電吸附材料，以磺胺類抗生素磺胺甲惡唑(SMX)和磺胺乙酰鈉(SA-Na)作為目標(biāo)污染物，考察靜態(tài)模式以及連續(xù)流模式下活性炭纖維對(duì)污染物的吸附效果，分析吸附特征和影響因素。為以活性炭纖維為電吸附材料在抗生素水污染控制領(lǐng)域的應(yīng)用提供依據(jù)，并為電吸附技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域的擴(kuò)大化應(yīng)用提供裝置設(shè)計(jì)參考。圍繞以上研究內(nèi)容和目標(biāo)主要開展了以下工作:
　　(1)設(shè)計(jì)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，考察電增強(qiáng)活性炭纖維對(duì)污染物SMX和SA

3、-Na的吸附效果。研究表明，電增強(qiáng)ACFs對(duì)SMX和SA-Na的吸附動(dòng)力學(xué)符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附等溫線符合Freundlich模型，初始吸附速率和吸附容量均隨外加電壓的增大而增大。外加1V電壓時(shí)，SMX和SA-Na的初始吸附速率分別為開路條件的1.35倍和1.55倍，平衡常數(shù)KF的值分別是開路條件下的1.9倍和2.5倍，分析污染物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和ACFs的零電荷點(diǎn)發(fā)現(xiàn)靜電吸引作用是吸附容量和吸附速率提高的主要原因。SMX和SA-Na吸附量

4、的差異則主要受其疏水性的影響。
　　(2)連續(xù)流模式下，設(shè)計(jì)制作電增強(qiáng)活性炭纖維吸附過濾裝置，考察外加電壓，進(jìn)水流量以及進(jìn)水濃度等條件對(duì)吸附效果的影響。研究結(jié)果表明，外加電壓為1V時(shí)，SMX和SA-Na的吸附量分別為開路條件下1.77倍和1.85倍，污染物的最高去除效率可以達(dá)到99.5％以上，吸附穿透時(shí)間明顯延長;SMX和SA-Na的吸附量隨進(jìn)水流量的增大而減小，隨進(jìn)水濃度的增大而增大。
　　本論文采用ACFs電增強(qiáng)吸附SM