改性椰壳炭材料的制备并应用于水环境抗生素残留移除

发布时间：2020-04-17 11:29

【摘要】：一直以来,生物质资源是地球上较为丰富的资源,生物质材料制得的活性炭含碳量高、无污染、种类多。所以现如今对于生物质的研究逐年增多,种类多样化,从木质材料到各种果壳类材料都有相应的文献报道。抗生素的出现为人类带来了很大的便利,但是也由于药物的滥用造成了不利的影响,由食物链的迁移富集,导致生物的代谢以及繁殖受到影响,也使得人类自身产生抗药性,利用生物质活性炭去除水中的抗生素是现在常用的去除抗生素的方式之一。本文通过椰子壳制备活性炭,在传统的炭化、活化步骤之前增加水热碱前改性以及超声改性,使得椰壳炭的制备方式得到优化,并对多种抗生素进行吸附去除。首先对水热碱前改性的时间及温度进行正交分析,通过金霉素的吸附量来判断最佳的反应条件,并用吸附动力学及表征手段初步探究吸附机理。其次,对加入超声步骤的椰壳炭、未加超声的椰壳炭及商品碳,吸附金霉素、阿莫西林、左氧氟沙星三种抗生素,来分析每一种活性炭对抗生素的吸附效果,通过吸附动力学及XPS来探究椰壳炭吸附抗生素的机理。研究结果表明,加入水热碱前改性步骤的椰壳炭,最佳条件为200℃,6 h,对100 mg/L金霉素的最大吸附量为97.31 mg/g,同时符合准二级动力学及Elovich动力学模型,吸附的过程以化学吸附为主,吸附有较快的初始速率,吸附速度随着时间的增加而减慢。进一步加入超声处理之后,制备的椰壳炭对抗生素吸附能力增加,对于三种不同的抗生素(金霉素、阿莫西林、左氧氟沙星)的吸附效果为:加入超声后的椰壳炭未加超声的椰壳炭商品碳。对于100 mg/L的抗生素,活性炭的投加量为0.25 g/L,金霉素、阿莫西林、左氧氟沙星最高的吸附量分别为320.99、326.22、397.70 mg/g。通过对吸附的机理分析得出,椰壳炭在吸附这三类抗生素时,他们之间有氢键及π-π作用同时存在,所以吸附很稳定,不易脱附,甚至在酸碱条件下只有少量脱附。表明水热碱前改性以及超声方法制备的椰壳炭是一种非常稳定的吸附剂。
【图文】：

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内蒙古大学硕士论文这是一般的四环素类[6]抗生素都具有的，所以它对的抗感染的药物，，可用于一些皮肤感染的治理，以及我们人体产生不利的影响，比如对肝和肾的损害，于它价格的低廉，生产的简易，导致在牲畜的兽用发现，动物的排泄物中以及水体中存在大量的残留响[7, 10]，有研究用堆肥的方法进行处理动物排泄物素的使用及残留量有明确的规定，中国以及欧盟对物的肌肉组织中，含量要小于 100 μg/kg，美国对于g。由于其进入机体后只有少量的药物经过了代谢成药或者是活性代谢物的形式存在，通过排泄物进入水、城市污水等中都存在着大量的金霉素药物。

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图 1.2 阿莫西林结构图Fig 1.2 Amoxicillin structure.星（Levofloxacin，LVFX）是典型的光谱抗菌药物，属于第Ⅲ素（图 1.3），通过阻碍细菌的 DNA 复制来进行抗菌[21]，且可性的疾病[22]，副作用也小。正是由于它良好的抗菌性使它广泛，但是 LVFX 难以被降解，所以在制药厂、城市污水等排放VFX 的长期使用极易对人体产生抗药性[13]，对人类存在很大
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ424.1;X52

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