多壁碳納米管和磁化后多壁碳納米管對水中羅紅霉素吸附研究.pdf

1、目前水體中抗生素環(huán)境污染問題備受人們關注。吸附法是一種簡單、快速有效去除水體中抗生素的方法。碳納米管作為一種新型吸附劑，由于具有獨特的多孔和空心結(jié)構(gòu)、較大的比表面積以及與抗生素間的多種相互作用，對水體中抗生素具有優(yōu)異的吸附性能，引起學者廣泛關注。
　　羅紅霉素屬于大環(huán)內(nèi)酯類，是紅霉素的衍生物。羅紅霉素頻繁在水體中檢測出來，雖然含量微小，但長期存在，會造成病菌產(chǎn)生抗藥性和“假”持久性存在。人體很可能通過飲水攝入抗生素，對身體健康造成

2、潛在危害。目前，國內(nèi)外對去除水中羅紅霉素的研究鮮有報道。故研究去除水中的羅紅霉素的方法具有研究價值及實際必要性。本研究主要圍繞多壁碳納米管去除自然水體中羅紅霉素而展開。
　　本研究采用碳納米管吸附水中羅紅霉素?？疾炝藀H、溫度、投加量、時間、腐植酸濃度和離子強度對吸附產(chǎn)生的影響，探討了反應機理。結(jié)果表明：pH顯著影響多壁碳納米管吸附水中羅紅霉素。羅紅霉素的吸附量隨著pH和溫度升高而降低。羅紅霉素吸附量pH=1時最高，為39.75

3、mg/g。低濃度腐植酸促進羅紅霉素的吸附，高濃度腐植酸則可以促進吸附羅紅霉素的吸附。而離子濃度對吸附的作用與此相反，隨著離子濃度逐漸增加，羅紅霉素吸附量是先降低后升高。通過吸附實驗發(fā)現(xiàn)多壁碳納米管對羅紅霉素具有良好地去除效果。吸附過程能用準一級動力學、顆粒內(nèi)擴散模型和Freundlich等溫線方程進行很好地擬合。此吸附過程是物理吸附，放熱反應，△G＜0，△S＜0。
　　碳納米管是具有納米級直徑的準一維碳材料，分散于水體中，難以回收

4、再利用，造成資源浪費。因此，本文研究采用化學共沉淀方法制作磁性多壁碳納米管，運用磁分離技術可將其從水體中分離出來。本研究采用SEM、FT-IR、Zeta電位、Boehm滴定和磁分離實驗等微觀分析方法對多壁碳納米管和磁性多壁碳納米管進行表征分析，研究兩者形狀結(jié)構(gòu)、含氧官能團數(shù)量、磁分離和電位等的變化。
　　本研究運用磁性多壁碳納米管吸附水中羅紅霉素，考察了pH、溫度、時間對磁性多壁碳納米管吸附羅紅霉素產(chǎn)生的影響，重點分析磁性后多壁碳

5、納米管吸附性能的變化，分析機理。結(jié)果表明：隨著pH增大，羅紅霉素的吸附量先降后升。在pH=1達到最大，為39.5 mg/g。而在pH=7時，達到最低值20.6 mg/g。在298 K條件下，50 mg磁性多壁碳納米管在150 min左右到達吸附飽和狀態(tài)，羅紅霉素去除率約為85％，但磁性多壁碳納米管能快速從水中分離出來。用準一、二動力學方程、顆粒內(nèi)擴散模型以及Langmuir等溫線方程能很好地擬合吸附過程。磁性碳納米管對羅紅霉素的吸附是吸