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随着近些年来抗生素的生产及使用量飞速增长,抗生素的污染问题得到了越来越广泛的关注,其中四环素类抗生素的引发的环境问题亟需解决。四环素类抗生素近些年来大多被用于饲料的添加剂,但四环素进入动物体内后大多以排泄物的形式进入环境,会通过食物链进入人体威胁人体健康。吸附法具有设备简易、操作简便、环境适应性强、对于高浓度有机污染污水有良好的净化效果等优势,使得吸附技术在实际应用中得到了广泛的普及,同时也为新型吸附剂的开发奠定了基础。其中金属氧化物吸附剂具有吸附量高、易分离、易再生等优点,本实验以解决四环素类抗生素的污染问题为目标,在科研团队前人的研究结果基础上,制成了对四环素类抗生素有着良好吸附效果的吸附剂-载铁铜氧化物空心球(FCOHS)。并研究了FCOHS对四环素类抗生素的去除机理以及吸附性能。主要的研究内容以及成果如下:1、通过低温液相法制备氧化亚铜空心球作为前驱体,加入APTMS(3-氨丙基三甲氧基硅烷)作为粘结剂,使四氧化三铁粉末负载于氧化亚铜表面制备得到载铁铜氧化物空心球(FCOHS)。以四氧化三铁空心球作为前驱体,加入APTMS使氧化亚铜粉末负载于四氧化三铁表面制备载铁铜氧化物空心球(FCCO)。对比两种吸附剂的吸附效果及铁铜离子溶出情况,选取FCOHS理论比例为Cu:Fe=5:1的吸附剂作为实验材料进行实验研究。2、通过对扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS-Mapping)、透射电子显微镜(TEM)、饱和磁场强度(VSM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、Zeta电位、热重差热(TG-DSC)等实验结果的分析可以得出:FCOHS主要由Cu、Fe、C、O元素构成,其中Cu:Fe=5.4:1达到了预期的制备比例;在pH=3~10范围内ζ电位=-4.4~-45mv无等电点说明材料更容易吸附带正电的物质;晶型结构明显,且表面富含丰富的羟基。3、当四环素/土霉素的浓度为250mg/L时,载铁铜氧化物空心球对四环素类抗生素的吸附符合拟二阶动力学模型,说明吸附过程以化学吸附为主;在对比三种吸附等温线模型后发现Temkin等温线模型与实验数据拟合程度更高,这说明当吸附反应发生时吸附质与吸附剂存在相关作用。拟合结果表明吸附剂对四环素和土霉素的饱和吸附量分别为1600.9mg/g和1398.7mg/g。FCOHS对四环素/土霉素的吸附量表现出随着pH的增大而逐渐下降的趋势,当pH=6和pH=7时吸附剂对四环素/土霉素有较高的吸附量,且铜离子溶出浓度符合国家饮用水标准。pH较低时吸附剂铜离子溶出较多影响吸附剂稳定性,pH较高时吸附效果下降比较明显。4、载铁铜氧化物空心球对四环素类抗生素的吸附机理主要是由于四环素类抗生素与吸附剂表面的含氧基团发生络合反应。同时,由于四环素类抗生素对Cu(Ⅰ)、Cu(II)、Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)有较强的亲和性,当吸附反应发生时Cu(Ⅰ)和Cu(II)与四环素/土霉素之间发生络合反应,使FCOHS对四环素的吸附效果相较于其他吸附剂更好。5、0.1mol/LNaOH溶液对FCOHS吸附剂具有良好的洗脱性能,回用五次后对四环素和土霉素的再吸附率分别为73.6%和75.1%。