磁性石墨烯基材料对水体中多种抗生素的吸附作用机理

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• 作者：张讯通沈佳淳姚凤莲徐嘉彬扬朕杨维本
• 会议时间：2016-10-13
• 关键词：抗生素 ; 石墨烯基吸附剂 ; 吸附机理 ; π-π作用 ; 氢键 ; 迁移和转化
• 作者单位：南京师范大学,化学与材料科学学院,江苏省物质循环与污染控制重点实验室江苏省南京市 210023
• 会议名称：2016中国环境科学学会学术年会
• 会议地点：海口
• 主办单位：中国环境科学学会
• 语种：chi
• 分类号：TQ4;X13

摘要

抗生素的广泛使用,使其在自然水体中的污染情况日益严重.抗生素分子大多结构复杂、电性可变,针对这些复杂结构合理的选择具有特定表面结构的吸附剂是吸附脱除抗生素类污染物的重点.本工作通过引入四氧化三铁颗粒,成功制备了以氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(RGO)为基材磁性吸附剂(MGO和MRGO);并进一步通过对四氧化三铁颗粒裹覆二氧化硅,得到了两种高度耐酸的新型吸附剂(SMGO和SMRGO).选取诺氟沙星(NOR),磺胺嘧啶(SDZ)和四环素(TC)为目标污染物,分别研究了环境pH、温度、接触时间、污染物共存和循环利用次数对吸附效果的影响.实验结果表明,SDZ和TC的吸附最优环境pH均为4左右,而NOR是6左右.GO基底的吸附剂对SDZ展现了较好的吸附效果;RGO基底的吸附剂吸附NOR效果更加;而对于TC,GO和RGO基底的吸附剂具有类似的高吸附容量.本工作还对吸附后的材料进行了光谱表征和Zda电位表征,以此分析了污染物在吸附剂表面的分布情况和主导吸附的作用力,并进一步通过DFT计算模拟从理论上证明了这些相互作用.本工作不仅研究了石墨烯基吸附剂对三种抗生素污染物的迁移作用机制,还对通过对吸附机理的研究为吸附剂的设计和优化改性指明了方向.