论文部分内容阅读
抗生素在疾病治疗、畜牧养殖、水产养殖等方面具有广泛的应用,环境中抗生素含量丰富,通过食物链的传播,最后进入人们的身体,将会威胁到人们的身体健康。四环素是抗生素的一种,以其为污染目标,研究对四环素的去除效果。近些年来,在环境治理中,纳米零价铁(nZVI)发挥着重要作用,它有着比表面积大,反应活性强等特点,但是纳米零价铁易发生氧化及团聚,并且稳定性差等。所以,纳米零价铁的改性是如今研究的热点。本文选择凹凸棒石、埃洛石、皂土三种黏土为载体,达到分散nZVI的作用,防止其团聚,并以过渡金属镍为另一种引入的金属,增大nZVI比表面积,增强其反应活性,从而制备黏土矿物负载纳米铁镍双金属复合材料(APT-Fe/Ni复合材料、HNTs-Fe/Ni复合材料、BT-Fe/Ni复合材料)。对材料进行表征分析,并研究该复合材料对四环素在不同条件下的去除影响。最后,考察复合材料对自来水、井水、黄河水中四环素的去除效果以及循环重复使用性能。结果表明:(1)APT-Fe/Ni、HNTs-Fe/Ni、BT-Fe/Ni三种复合材料经透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)及X射线光电子能谱分析(XPS)表征发现,在APT-Fe/Ni复合材料与BT-Fe/Ni复合材料上,纳米铁镍颗粒非常良好的分散性,在HNTs-Fe/Ni复合材料上的纳米铁镍复合材料部分具有团聚的现象;三种复合材料的比表面积依次为93.01 m~2/g、59.65 m~2/g、48.39m~2/g;三种复合材料中,含有零价铁和零价镍及其氧化物。根据三种复合材料去除四环素前后的FTIR图谱分析可以得到:四环素降解为C=O、C=C等小分子物质,吸附在黏土矿物上,纳米零价铁利用本身的强还原性,降解四环素;铁镍形成原电池以及H~+与镍极易容易结合,防止纳米铁的氧化,增大了表面能,促进对四环素的去除;同时,三种黏土较大的比表面积、一定孔径结构等特点,对四环素也有一定的吸附反应。(2)不同条件下,APT-Fe/Ni、HNTs-Fe/Ni、BT-Fe/Ni三种复合材料对四环素的去除结果:最佳pH=3,四环素去除量分别为170.90 mg/g、146.90 mg/g、199.10 mg/g,反应平衡时间依次是80 min、60 min、120 min,随着四环素浓度的增大,去除量逐渐增大。(3)APT-Fe/Ni、HNTs-Fe/Ni、BT-Fe/Ni三种复合材料对四环素去除反应,符合吸附等温线和动力学模型,其反应过程均包含化学和物理吸附。(4)BT-Fe/Ni复合材料复对自来水、井水、黄河水中四环素的去除中,黄河水中四环素去除率最大,并且该复合材料对三种水中四环素的去除pH适用范围广。复合材料循环重复使用五次后,四环素的去除率为56.35%。