改性荷叶对环丙沙星和诺氟沙星的吸附性能研究

发布时间：2020-08-13 01:39

【摘要】：近年来,抗生素污染物在水体环境中不断被监测到,对生态环境和人类健康造成了极大的威胁,除去水体中的抗生素是十分必要的。荷叶(LL)是一种农业废弃物,来源广泛,价格低廉,并且富含植物纤维、蛋白质以及一些功能基团,可以作为生物质吸附剂。本文以氢氧化钠改性的荷叶(MLL)作为研究对象,考察其对抗生素环丙沙星(CPX)和诺氟沙星(NOR)的吸附性能。首先考察了吸附剂MLL的用量、吸附时间、pH、CPX或NOR溶液的初始浓度及温度等实验条件对MLL吸附CPX和NOR的影响。结果表明:MLL对CPX和NOR的吸附平衡时间均为360 min,吸附剂MLL的最佳用量为1 g/L。用Langmuir、Freundlich、Koble-Corrigan、Redlich-peterson和Temkin等温吸附模型对MLL吸附CPX和NOR的实验数据进行非线性拟合分析,结果表明Langmuir和Keble-Corrigan等温吸附模型能较好地描述MLL对CPX和NOR的吸附行为。在温度为298 K时,吸附剂MLL对CPX和NOR的饱和吸附量分别为194.75 mg/g和202.09 mg/g。吸附热力学结果说明:在298 K,308 K和318 K下,MLL吸附CPX和NOR的Gibbs自由能变化ΔG分别为-22.29、-23.19、-24.22kJ/mol和-22.21、-23.15、-24.34 kJ/mol。MLL吸附CPX和NOR的过程是以化学吸附为主的自发、吸热过程,升温有利于MLL对CPX和NOR的吸附。MLL对CPX和NOR的吸附均符合准二级动力学模型,吸附过程是由膜扩散和颗粒内扩散联合控制。其次,在MLL对CPX和NOR的动态柱吸附实验中,考察了吸附剂MLL的床层高度,CPX或NOR溶液的流速和初始浓度对MLL吸附CPX和NOR的穿透曲线的影响。利用动态吸附模型对MLL吸附CPX和NOR的实验数据进行拟合,结果表明Thomas和Yoon-Nelson模型均可以较好地描述MLL对CPX和NOR的吸附。不同条件下BDST模型可以预测MLL吸附CPX和NOR的理论穿透时间和吸附饱和时间。本文的研究结果表明:低成本的生物质吸附材料MLL对CPX和NOR有很好的去除能力,可作为处理两种抗生素废水的生物质吸附剂。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;O647.3
【图文】：

吸附机理,初始浓度,荷叶,环丙沙星

图 2.7 不同 pH 下的吸附机理Fig.2.7 Adsorption mechanism at different pH吸附温度与初始浓度对改性荷叶吸附环丙沙星的影响度和溶液的初始浓度对 CPX 的吸附过程有很大的影响。选取 CPX为 20 - 200 mg/L，MLL 的用量为 1 g/L，在 298 K - 318 K 下，按究温度和初始浓度对 MLL 吸附 CPX 的影响，结果如图 2.8。0 20 40 60 80 100120140160180200020406080100120140qe(m/gg)/298 K308 K318 K

扫描电镜图,吸附过程,效果,温度

35图 2.31 MLL 吸附 CPX 后的扫描电镜图Fig.2.31 The SEM images of MLL adsorbed CPX CPX 的吸附具有很好的效果，可以作为处附 CPX 的批处理实验进行研究，优化出温度 298 K、308 K 和 318 K 时，MLL 对mg/g，199.9mg/g 和 201.93mg/g。Langmu较好地描述 MLL 对 CPX 的吸附过程。ML

扫描电镜图

图 2.30 LL（a）和 MLL（b）的扫描电镜图Fig.2.30 The SEM images of LL (a) and MLL (b)图 2.31 MLL 吸附 CPX 后的扫描电镜图Fig.2.31 The SEM images of MLL adsorbed CPX

【参考文献】