响应曲面优化胺化树脂吸附头孢曲松钠的性能

作     者：戈晓东 孟冠华 刘宝河 杨建华 朱晨晨 张林森 GE Xiaodong;MENG Guanhua;LIU Baohe;YANG Jianhua;ZHU Chenchen;ZHANG Linsen

作者机构：安徽工业大学能源与环境学院安徽马鞍山234002 安徽工业大学外国语学院安徽马鞍山234002 

出 版 物：《环境科学与技术》 (Environmental Science & Technology)

年 卷 期：2022年第45卷第9期

页      面：71-82页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：安徽高校自然科学研究重点项目(KJ2017A065) 2017年度高校优秀骨干青年人才国内外访学研修项目(gxfx2017019) 

主　　题：聚苯乙烯-二乙烯苯 头孢曲松钠 吸附 动力学 响应曲面法 

摘      要：头孢曲松钠(CS)是常用的抗生素,在地表水和污水厂排水中经常被检出。为提升吸附树脂对CS的吸附性能,该研究通过Friedel-Crafts反应和化学修饰的方法,以低交联度的聚苯乙烯-二乙烯苯树脂为骨架,制备了氨基修饰的超高交联吸附树脂GNH-01。SEM-EDS、BET和FTIR表征结果显示,树脂表面有疏松的小孔,富有含氧和含氮官能团,比表面积较大。以CS为目标污染物,考察了时间、温度、初始浓度、pH、投加量等因素对GNH-01吸附性能的影响,并结合吸附动力学提出了吸附机制。结果表明:在初始浓度为40 mg/L、投加量为1 g/L、温度为30℃、pH=6.18时,吸附效果最好:吸附量为38.62 mg/g,去除率为96.55%。动力学研究表明,吸附过程符合拟二级动力学方程(R^(2)0.98)。CS在GNH-01上既有物理吸附也有化学吸附,功能基团的引入提升了树脂的吸附性能。此外,氢键作用也增加了吸附过程的吸附量。采用响应曲面法Box-Behnken模型优化了实验条件,探讨了各因素及其交互作用对去除率的影响,确定了最佳吸附条件。以5.00%NaOH溶液为脱附液,GNH-01树脂脱附效果较好,可被重复使用。该研究为CS废水资源化处理中的应用提供了机制依据及数据支撑。