【摘 要】
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抗生素是一种极难处理的新兴环境污染物,其大量排放于环境中会对生态环境及人体健康造成严重危害。因此,如何去除水体中的抗生素是当前国内外关注的焦点。在众多水体抗生素去除方法中,吸附法和光催化法因去除率高及无二次污染等优点而备受关注。生物炭作为一种对水体中污染物具有较强吸附能力的碳材料,具有较大的比表面积和多孔结构,有利于光催化剂的负载。因此,将光催化剂负载于生物炭上制备功能化生物炭应用于吸附降解水体抗
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抗生素是一种极难处理的新兴环境污染物,其大量排放于环境中会对生态环境及人体健康造成严重危害。因此,如何去除水体中的抗生素是当前国内外关注的焦点。在众多水体抗生素去除方法中,吸附法和光催化法因去除率高及无二次污染等优点而备受关注。生物炭作为一种对水体中污染物具有较强吸附能力的碳材料,具有较大的比表面积和多孔结构,有利于光催化剂的负载。因此,将光催化剂负载于生物炭上制备功能化生物炭应用于吸附降解水体抗生素具有较大的应用潜力,但目前关于功能化生物炭对水体抗生素的吸附降解机理尚不明确。本研究以酒糟、木屑、柚子皮为原料,与赤铁矿进行一步共热解制备磁性生物炭用于水体中环丙沙星（CIP）和诺氟沙星（NOR）的吸附,结合表征和位点能量分析等手段研究磁性生物炭对CIP和NOR吸附过程中的影响因素及吸附机理。在此基础上,将磁性生物炭作为光催化剂的载体负载Ti O2以制备Fe/Ti生物炭,研究其对水体中CIP和NOR的吸附降解性能及机理,分析CIP和NOR的降解路径,并对磁性生物炭及Fe/Ti生物炭的实际应用潜力进行评估。主要结果如下:（1）生物炭理化性质分析研究表明,随着热解温度的升高,生物炭的孔径随之变小,最大吸附孔径也逐渐减小。负载Fe以及Ti O2后,Fe/Ti生物炭表面存在片状的Fe氧化物以及团簇的Ti O2颗粒。大多数Fe和Ti会与生物炭表面的O元素结合,部分Fe和Ti也会与C元素结合,这表明赤铁矿和Ti O2成功负载到生物炭上。（2）通过一步热解法制备出的磁性生物炭以及Fe/Ti生物炭具有较好的吸附性能以及光催化降解性能。通过Langmuir模型拟合得出磁性生物炭对CIP和NOR的最大吸附量分别为18.08和11.90 mg/g。在40 mg/L的CIP和NOR溶液中,Fe/Ti生物炭对CIP和NOR的降解效率最高分别为88.4%和88.0%。（3）吸附动力学和吸附等温线等研究表明,磁性生物炭对CIP和NOR的吸附机理包括静电吸附、阳离子交换、π-π相互作用、疏水相互作用和氢键作用等。位点能量分析研究结果表明π-π相互作用和极性相互作用是磁性生物炭对CIP和NOR的主要吸附机理。（4）自由基淬灭实验和降解路径等研究表明,当CIP、NOR及Fe/Ti生物炭的多相体系被高于带隙能量的可见光照射时,Fe/Ti生物炭中的光生电子（e-）-空穴（h+）对会被激发,从而分别在导带和价带中产生e-和h+。e-和h+在Fe/Ti生物炭的表面发生氧化反应,生成·O2-和·OH等活性物质氧化降解CIP和NOR。h+也可以直接氧化CIP和NOR形成小分子物质。
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