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选用无机材料Beta沸石和有机材料壳聚糖为吸附剂,用于水中四环素类抗生素污染物的去除,系统地考察了两种材料对四环素类物质的去除性能及作用机理。
Beta沸石对三种四环素类抗生素(四环素、土霉素和金霉素)的吸附很快,3h可达到平衡,表观吸附动力学符合准二级模型;Beta沸石对四环素、土霉素和金霉素有较高的吸附容量,30℃分别可达78,100和94 mg/g,吸附容量随着温度的升高而增加,吸附等温线符合Freundlich模型:pH值对吸附效果影响较大,酸性条件下能得到更好的去除效果;Beta沸石去除四环素的效果随着沸石硅铝比的降低而升高;450℃马弗炉中灼烧处理3h可有效再生吸附平衡的沸石,重复再生4次后吸附性能基本不变。Beta沸石去除四环素的机理为:带正电的四环素分子能通过静电吸引作用被带负电的沸石表面吸附,此外,四环素分子中的功能基团(胺基、羰酰基、羟基等)可通过与沸石中铝原子的络合作用被吸附。
壳聚糖对四环素的吸附在24 h达到平衡,表观动力学符合准二级动力学吸附模型;Langmuir和Freundlich模型均能很好地拟合壳聚糖吸附四环素的等温线,通过Langmuir方程拟合得到的最大吸附容量为26mg/g;pH值对吸附影响较大,在碱性条件下可能得到更好的吸附去除效果;铜的存在能显著促进壳聚糖吸附去除四环素。壳聚糖去除四环素的机理为:带负电的四环素分子能通过静电引力被吸附到带正电的壳聚糖表面,此外,四环素分子可通过与壳聚糖表面基团(胺基、羟基、醚键)的相互作用被壳聚糖吸附。
沸石和壳聚糖对四环素的吸附去除能力的差异源于这两种材料表面荷电性质、表面可提供的吸附点位的数量及其与四环素分子作用力大小的不同。