四环素作为饲料添加剂被广泛地应用于畜牧养殖及水产养殖业,但是由于其不易降解及高残留的特性,会造成严重的环境污染,将会改变生态环境中原有的平衡机制,甚至会引发部分微生物生理机能的变异,产生大量抗性基因,引发耐药性病症。残留在环境中的四环素主要有以下几种方法去除:光降解、生物降解、化学氧化、电化学法和吸附法。以上方法中应用效果最好且操作最便捷的就是吸附法,因此受到了国内外研究学者的广泛关注。然而,常见的吸附剂,如活性炭或吸附树脂等成本较高,寻求一种价格低廉、来源广泛的吸附剂便成为了近年来重点研究的问题。因此,本研究原材料采用农业废弃物木耳菌渣,制备生物炭并对其进行改性,进一步探究对四环素的吸附性能。(1)本文是以四环素为代表性污染物,以木耳菌渣为原材料,在不同热解温度下进行制备原始生物炭(BC-300、BC-500和BC-700),并利用不同浓度的Na OH溶液制备碱改性生物炭(BC-2M、BC-4M和BC-8M),最后在此基础上制备磁化生物炭(MBC-1和MBC-2),以方便后续的固液分离步骤。(2)本研究对生物炭进行了理化性质分析,主要包括扫描电镜分析、比表面积及孔径分析、表面官能团滴定分析、X射线衍射分析和傅里叶红外光谱分析。结果表明高温会使生物炭碳化更为完全,改性后比表面积增大、孔隙更为发达,更有利于吸附。(3)吸附实验选择的影响因素包括:吸附剂添加量、吸附时间、环境温度、溶液p H、溶液盐离子浓度和脱附再生。结果表明原始生物炭最适添加量为3.2 g/L、碱改性生物炭和磁化生物炭最适添加量为1.4 g/L;达到吸附平衡时间为4 h-6 h;在中性条件下最适宜吸附。(4)利用伪一级动力学和伪二级动力学模型进行拟合,发现原始生物炭更符合伪一级动力学、改性和磁化生物炭更符合伪二级动力学;并进行了Langmuir、Freundlich、Temkin和Dubinin-Raduskevich等温线模型进行拟合,计算出了原始生物炭BC-300、BC-500和BC-700的最大吸附量分别为7.22 mg/g、9.90 mg/g和11.90 mg/g,碱改性生物炭BC-2M、BC-4M和BC-8M的最大吸附量分别为23.41 mg/g、25.11 mg/g和26.65 mg/g,磁化生物炭MBC-1和MBC-2的最大吸附量分别为27.47 mg/g和33.56 mg/g。(5)生物炭对于四环素的吸附最主要的机理为π-π电子供体受体相互作用,同时也包含着孔填充作用、静电和氢键作用。本研究采用废弃木耳菌渣为生物质材料,用其制备生物炭并进行改性,其具有吸附速率快、吸附效果好的特点,制备过程简单且环境友好,有作为一种新型高效吸附剂的应用前景。