煤矸石及其改性产品对抗生素吸附特性的研究

发布时间：2018-04-10 22:45

  本文选题：煤矸石 + 活性半焦　； 参考：《太原理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：近年来,随着人们对抗生素污染的重视,对水体中抗生素的有效去除成为研究热点。吸附法以其操作简便等特点成为普遍使用的一种去除方法。煤矸石因其自身特点可以作为吸附剂,相关研究也已经被报道,但其对不同抗生素吸附行为的差异却鲜有报道。本文选取3类共8种抗生素作为对象进行吸附研究,考察了8种抗生素在吸附剂上的吸附等温线、吸附动力学、吸附热力学以及溶液pH和离子强度等因素对吸附的影响,加以红外光谱表征探讨了抗生素在吸附剂上的吸附机理。研究结果表明:大同煤矸石(180-220目)能够吸附环丙沙星、氧氟沙星、诺氟沙星、四环素和土霉素(抗生素初始浓度为20 mg/L在30℃时的吸附量分别为2.30 mg/g、1.18 mg/g、1.43 mg/g、1.44 mg/g、0.96 mg/g),但对磺胺类抗生素没有明显的吸附行为。吸附等温线符合Freundlich吸附等温模型,吸附动力学符合准二级动力学模型。大同煤矸石吸附喹诺酮类和四环素类抗生素后的红外谱图谱表明,抗生素在吸附过程中能与煤矸石发生静电吸引作用,并且能够形成氢键。对大同煤矸石进行热再生(500℃煅烧1 h),发现循环吸附3次后,其对环丙沙星、氧氟沙星、诺氟沙星、四环素和土霉素的吸附量分别降低了14.7%、24.6%、24.5%、30.6%、30.2%。西山矸石对8种药物的吸附性能优于大同矸石。为寻求可以有效吸附磺胺类抗生素的煤产品作为吸附剂,结合以前的研究经验,对大同原煤在含氧和水气氛下进行热加工,所得的半焦对初始浓度为20 mg/L磺胺、磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑在30℃时的吸附量分别为2.75mg/g,1.41 mg/g、1.14 mg/g。以相同工艺对西山煤矸石进行加工,得到的改性西山煤矸石对初始浓度为20 mg/L氧氟沙星、四环素和磺胺在30℃时的吸附量分别为8.69 mg/g,8.01 mg/g、1.96 mg/g,吸附性能远远好于原煤矸石。上述两种吸附剂的吸附等温线都符合Freundlich吸附等温模型,吸附动力学符合准二级吸附动力学。吸附热力学研究表明活性半焦和改性西山煤矸石能够自发的对磺胺类抗生素进行吸附,并且放出热量。环境条件对吸附剂的吸附性能有影响。吸附剂在酸性环境中吸附效果好,具体表现为当溶液pH=4-5时,大同煤矸石的吸附效果最佳;溶液pH=2时,活性半焦和改性西山煤矸石具有更好的吸附性能。离子强度对吸附的影响主要表现为抗生素吸附量随离子浓度的增加和离子价态的增高而降低,阳离子对吸附过程具有竞争作用。
[Abstract]:In recent years, with the attention to antibiotic pollution, the effective removal of antibiotics in water has become a research hotspot.Adsorption method is widely used as a removal method because of its simple operation.Coal gangue can be used as adsorbent because of its own characteristics, and related studies have been reported, but the differences of adsorption behavior of different antibiotics are rarely reported.In this paper, the adsorption isotherms, adsorption kinetics, adsorption thermodynamics, pH and ionic strength of 8 kinds of antibiotics on the adsorbent were investigated.The adsorption mechanism of antibiotics on adsorbents was investigated by IR spectra.The results show that Datong gangue can adsorb ciprofloxacin, ofloxacin and norfloxacin.The adsorption capacity of tetracycline and oxytetracycline (the initial concentration of antibiotics is 20 mg/L at 30 鈩，

本文编号：1733259