磁性椰壳生物炭的制备及其对水中四环素的去除

作     者：梁耐思 吴平国 黎婵燕 李进 余传明 

作者机构：广东海洋大学化学与环境学院 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年

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）] 081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：广东省科技专项资金竞争性分配项目(2021A05226) 湛江市科技计划项目(2022A01064) 广东海洋大学创新团队项目(CXTD2024016) 

主　　题：磁性 椰壳 生物炭 吸附 四环素 

摘      要：抗生素类药物在土壤和自然水体中的排放会危害到藻类及低等生物的生存，可能对生态环境带来持续性破坏。为此，本研究以四环素（TC）为研究对象，利用湛江本地特色农业废弃物椰壳为原料，以FeCl3和FeSO4为铁源，通过浸渍、共沉淀和水热合成等方法制备了磁性椰壳生物炭（MBC）。采用SEM、FTIR、XRD、BET、VSM、Zeta及XPS对样品表面形貌及化学结构进行了表征。研究了接触时间、初始TC浓度、pH值、反应温度及共存金属离子对MBC吸附TC的影响。结果表明，pH 4.0时，MBC对TC具有最佳吸附效果，且在24 h达到吸附饱和，饱和吸附量为36.40 mg·g-1，TC去除率达93.37%。高浓度Ca2+和Mg2+会显著降低了MBC对TC的吸附效果，而Na+的影响较小。吸附动力学符合拟二级动力学模型，等温吸附行为符合Langmuir模型，最大吸附容量在45 °C时可达46.49 mg·g-1。温度升高有助于提高吸附容量，表明吸附过程为吸热反应。吸附机制主要涉及π-π相互作用、氢键和配位键的形成。MBC在重复利用性实验中表现出优良的稳定性，经过五次吸附－解吸循环后，去除率仍稳定在85.16%。表明磁性椰壳生物炭是一种高效、可重复利用的TC吸附材料，在养殖尾水、医药废水处理等领域具有较好的应用前景。