【摘 要】
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近年来,抗生素广泛应用于人类、牲畜和家禽,但大部分未被完全代谢分解或直接通过人类和动物的粪便、尿液等释放到水生环境或土壤中,破坏了生态环境,最后通过食物链危害人类健康,因此为了保护生态环境和人类健康,环境中抗生素类药物的去除具有重大意义。本文采用吸附作为处理抗生素废水的手段,以来源广泛的碳化钙（Ca C2）和多卤代烃(C10Cl8、C9H6Cl6O3S、C6Cl6)为原料通过机械球磨的方法成功制备
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近年来,抗生素广泛应用于人类、牲畜和家禽,但大部分未被完全代谢分解或直接通过人类和动物的粪便、尿液等释放到水生环境或土壤中,破坏了生态环境,最后通过食物链危害人类健康,因此为了保护生态环境和人类健康,环境中抗生素类药物的去除具有重大意义。本文采用吸附作为处理抗生素废水的手段,以来源广泛的碳化钙（Ca C2）和多卤代烃(C10Cl8、C9H6Cl6O3S、C6Cl6)为原料通过机械球磨的方法成功制备新型的含炔基的多孔碳材料ACM-1、ACM-2、ACM-3,并采用扫描电镜SEM、透射电镜TEM、傅里叶红外谱图FT-IR、全自动比表面积及空隙分析仪BET、有机元素分析、拉曼Raman、X射线光电子能谱技术XPS等表征手段对制备得到的碳材料进行分析,证明所得ACM有较大的比表面积,且含有大量的微孔、介孔与大孔。从形貌上看,ACM本质上是纳米小颗粒堆积而成,且含有较多显示Lewis碱性的C=O基团。本文进一步研究了含炔基的多孔碳材料对四环素、金霉素、土霉素、磺胺、阿莫西林、二甲硝咪唑的吸附性能。结果表明,40℃时,三种含炔基碳材料对上述抗生素的吸附平衡时间分别为24-30 h、26-48 h、24 h、3 min、15-24 h、8-20 h,平衡吸附量分别为335.86-343.31 mg/g、343.95-348.47 mg/g、340.65-349.16 mg/g、39.53-78.56mg/g、122.73-130.00 mg/g、56.80-87.57 mg/g。动力学模型拟合分析表明ACM-1和ACM-2对四环素、金霉素、土霉素、阿莫西林的吸附多符合准二级动力学,对磺胺、二甲硝咪唑的吸附多符合准一级动力学,且对六种抗生素的吸附过程均是由颗粒内扩散和薄膜扩散共同限速,而ACM-3作为吸附剂时由于数据跳跃性大,规律性不强。吸附等温线分析发现,在40℃、50℃、60℃的条件下,ACM-1和ACM-2对上述抗生素的吸附更符合Langmuir模型,通过模型拟合计算ACM-1对上述抗生素的饱和吸附量分别为411.89-462.64 mg/g、491.89-627.02 mg/g、396.17-508.60 mg/g、99.62-103.04mg/g、156.12-343.65 mg/g、57.81-74.89 mg/g;ACM-2对上述抗生素的饱和吸附量分别为326.55-606.04 mg/g、403.91-512.31 mg/g、375.61-521.92 mg/g、77.16-94.92 mg/g、114.59-139.24 mg/g、72.62-91.54 mg/g。更进一步,ACM-1对金霉素和土霉素这两种抗生素可以循环使用,绿色环保。通过ACM-1和ACM-2吸附四环素、磺胺、阿莫西林、二甲硝咪唑后的孔道结构和官能团变化,发现ACM-和ACM-2吸附抗生素的吸附机理为碳材料上大量的孔道结构所产生的物理吸附作用,以及碳材料与抗生素之间的π-π堆积作用和氢键作用。
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