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四环素类抗生素是由放线菌产生的一类抗生素,包括金霉素、土霉素、四环素及一些半合衍生物等。其中由于四环素具有广谱性,也是目前使用最广泛、用量最大的抗生素之一,广泛应用于人类、畜禽以及水产养殖中各种病原体的防治。随着四环素类抗生素用量的急剧增加,通过直接或间接方式进入环境,并对生态系统和人类健康构成威胁。目前,含四环素类抗生素的废水常用的处理方法有化学氧化法、生物降解法和物理吸附法等。其中,吸附法由于具有高效、无副产物产生等特点,被广泛运用于水中四环素的去除。近年来,具有核-壳结构的磁性碳材料被广泛应用于水中重金属的吸附去除,但是用于吸附去除水中四环素类抗生素尚不多见。鉴于此,本研究以壳聚糖、三氯化铁为原材料,通过一步水热碳化法制备磁性碳微球材料,利用扫描电镜(SEM)、磁滞回线(VSM)、拉曼光谱(Raman Spectrum)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)等表征手段对磁性碳材料的结构性质特征进行分析,考察了初始浓度、p H、共存盐离子(k+、Ca2+、Na+)、盐离子和p H复合、温度等对吸附去除的影响;研究了磁性碳材料对盐酸四环素(TC)吸附动力学过程,并初步探讨了其吸附机理,主要研究结论如下:(1)磁性碳材料呈微米级球状,表面凹凸不平;磁性碳材料饱和比磁化强度在57.7~12.7 emu/g之间;磁性碳材料表面包裹的碳化层为无定形碳;磁性碳材料表面富含-C=O、-COOH、-NH2等活性基团;XPS宽扫描结果表明,磁性碳材料吸附剂含C、N、O和Fe四种元素。X射线衍射分析显示,磁性碳材料含有五个衍射峰,与四氧化三铁标准卡片一致,说明磁性碳材料的内核为四氧化三铁。(2)磁性碳材料对盐酸四环素吸附量随初始浓度的增加而增加;当浓度小于250mg/L,吸附量逐渐增加;当浓度≥250 mg/L,吸附基本维持平衡,此时吸附量为19.31 mg/g。磁性碳材料对TC吸附量随着p H的增加呈先增加后减小的趋势。当p H=6时,TC去除率最大,为51.8%,吸附量为46.5 mg/g。磁性碳材料对TC吸附量随Na Cl、Na2SO4和KCl浓度的增加而增加,但是随Ca Cl2浓度的增加先增加后减小。固定Na Cl浓度0.5 mol/L条件下,吸附量随p H的增加先增加后减小。和未添加Na Cl相比,在同一p H条件下,添加Na Cl后吸附量均呈不同程度的增加。另外,添加Na Cl后使吸附最佳p H发生酸移。添加KCl和Na Cl的变化趋势基本一致,但是添加Ca Cl2后吸附趋势正好相反。(3)在温度为30℃条件下,磁性碳材料对TC的吸附符合Freundlich模型。TC在磁性碳材料上的吸附属于单分子层物理性吸附在氢键的作用下在相互吸引;材料表面的电子受体相互作用或阳离子-π键合即可在TC分子的环中形成共轭。