多壁碳納米管和磁化后多壁碳納米管對水中羅紅霉素吸附研究.pdf

1、目前水體中抗生素環(huán)境污染問題備受人們關(guān)注。吸附法是一種簡單、快速有效去除水體中抗生素的方法。碳納米管作為一種新型吸附劑，由于具有獨(dú)特的多孔和空心結(jié)構(gòu)、較大的比表面積以及與抗生素間的多種相互作用，對水體中抗生素具有優(yōu)異的吸附性能，引起學(xué)者廣泛關(guān)注。
　　羅紅霉素屬于大環(huán)內(nèi)酯類，是紅霉素的衍生物。羅紅霉素頻繁在水體中檢測出來，雖然含量微小，但長期存在，會造成病菌產(chǎn)生抗藥性和“假”持久性存在。人體很可能通過飲水?dāng)z入抗生素，對身體健康造成

2、潛在危害。目前，國內(nèi)外對去除水中羅紅霉素的研究鮮有報道。故研究去除水中的羅紅霉素的方法具有研究價值及實(shí)際必要性。本研究主要圍繞多壁碳納米管去除自然水體中羅紅霉素而展開。
　　本研究采用碳納米管吸附水中羅紅霉素?？疾炝藀H、溫度、投加量、時間、腐植酸濃度和離子強(qiáng)度對吸附產(chǎn)生的影響，探討了反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明：pH顯著影響多壁碳納米管吸附水中羅紅霉素。羅紅霉素的吸附量隨著pH和溫度升高而降低。羅紅霉素吸附量pH=1時最高，為39.75

3、mg/g。低濃度腐植酸促進(jìn)羅紅霉素的吸附，高濃度腐植酸則可以促進(jìn)吸附羅紅霉素的吸附。而離子濃度對吸附的作用與此相反，隨著離子濃度逐漸增加，羅紅霉素吸附量是先降低后升高。通過吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)多壁碳納米管對羅紅霉素具有良好地去除效果。吸附過程能用準(zhǔn)一級動力學(xué)、顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型和Freundlich等溫線方程進(jìn)行很好地擬合。此吸附過程是物理吸附，放熱反應(yīng)，△G＜0，△S＜0。
　　碳納米管是具有納米級直徑的準(zhǔn)一維碳材料，分散于水體中，難以回收

4、再利用，造成資源浪費(fèi)。因此，本文研究采用化學(xué)共沉淀方法制作磁性多壁碳納米管，運(yùn)用磁分離技術(shù)可將其從水體中分離出來。本研究采用SEM、FT-IR、Zeta電位、Boehm滴定和磁分離實(shí)驗(yàn)等微觀分析方法對多壁碳納米管和磁性多壁碳納米管進(jìn)行表征分析，研究兩者形狀結(jié)構(gòu)、含氧官能團(tuán)數(shù)量、磁分離和電位等的變化。
　　本研究運(yùn)用磁性多壁碳納米管吸附水中羅紅霉素，考察了pH、溫度、時間對磁性多壁碳納米管吸附羅紅霉素產(chǎn)生的影響，重點(diǎn)分析磁性后多壁碳

5、納米管吸附性能的變化，分析機(jī)理。結(jié)果表明：隨著pH增大，羅紅霉素的吸附量先降后升。在pH=1達(dá)到最大，為39.5 mg/g。而在pH=7時，達(dá)到最低值20.6 mg/g。在298 K條件下，50 mg磁性多壁碳納米管在150 min左右到達(dá)吸附飽和狀態(tài)，羅紅霉素去除率約為85％，但磁性多壁碳納米管能快速從水中分離出來。用準(zhǔn)一、二動力學(xué)方程、顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型以及Langmuir等溫線方程能很好地擬合吸附過程。磁性碳納米管對羅紅霉素的吸附是吸