改性多壁碳納米管的制備及對(duì)磺胺甲惡唑的吸附研究.pdf

1、近年來(lái)，抗生素的濫用，導(dǎo)致環(huán)境中殘留量超標(biāo)，使得微生物的抗藥性增加，從而給疾病的預(yù)防和治療帶來(lái)了極大的困難。吸附法由于其操作簡(jiǎn)單，能量和原料消耗低，去除率高，不易造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用吸附法去除水體中的抗生素被廣泛探究。然而，傳統(tǒng)的吸附劑回收效率低，增加了處理的運(yùn)行成本，因此，尋找高吸附效果和高再生利用的吸附劑是非常有必要的。
　　由于MWCNTs的粒徑小，應(yīng)用其進(jìn)行吸附去除污染物后，吸附劑的回收率低，易造成二次污染。故本文

2、采用化學(xué)共沉淀的方法對(duì)多壁碳納米管進(jìn)行改性；探究了活性炭（AC）、生物炭（BC）、多壁碳納米管（MWCNTs）三種吸附劑對(duì)磺胺甲惡唑（SMX）進(jìn)行吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線實(shí)驗(yàn)，探究了不同吸附劑的吸附特性；本文應(yīng)用改性多壁碳納米管對(duì)水體中SMX進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，并探究了溶液pH和離子強(qiáng)度對(duì)吸附的影響，以及改性MWCNTs的再生循環(huán)利用效果。本研究結(jié)果為應(yīng)用改性多壁碳納米管去除水中抗生素提供理論基礎(chǔ)。論文主要研究結(jié)果如下：
　?。?）通過(guò)傅

3、立葉紅外光譜（FT-IR）表征，將得到的譜圖進(jìn)行對(duì)比，得出改性MWCNTs在原始MWCNTs基礎(chǔ)上在~590cm-1處產(chǎn)生新吸收峰，分析得出該峰為Fe-O峰，可知磁性顆粒已經(jīng)成功附著到 MWCNTs上。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）表征，可以清晰的看到有很多納米顆粒附著在MWCNTs上，且通過(guò) EDS的測(cè)定，證實(shí) Ag成功的附著到了多壁碳納米管上。對(duì)改性多壁碳納米管進(jìn)行振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）檢測(cè)，由磁滯曲線的形狀和趨勢(shì)表明FMWCNTs

4、、1％Ag-FMWCNTs是超順磁，且其飽和磁化（Ms）值分別為43.40 emu g-1、39.93 emu g-1，表明具有很強(qiáng)的磁性。
　?。?）三種吸附劑（AC、BC和MWCNTs）的吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，且MWCNTs的吸附平衡時(shí)間為4 h，比AC、BC的吸附平衡時(shí)間（48 h）短。三種吸附劑的吸附等溫線數(shù)據(jù)都可以較好的用Freundlich和Langmuir等溫方程進(jìn)行擬合，且由Langmuir得到的最大

5、吸附容量的順序?yàn)椋篈C（126.149 mg g-1）>MWCNTs（73.691 mg g-1）>BC（41.211 mg g-1）。MWCNTs具有較快的吸附速率和吸附容量，所以利用MWCNTs作為吸附劑去除水中SMX是一種比較好選擇。
　?。?）改性吸附劑材料（FMWCNTs、Ag-FMWCNTs）對(duì) SMX的吸附動(dòng)力學(xué)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，孔內(nèi)擴(kuò)散并不是唯一的限速步驟；吸附等溫線符合Freundlich和Langmuir方

6、程，對(duì)比Langmuir的最大飽和吸附容量得知，在賦磁改性之后，吸附能力有所下降，但在賦銀改性后，對(duì)吸附劑的吸附能力有促進(jìn)的效果，且促進(jìn)效果隨著賦銀量的增加而增加；吸附的最優(yōu)pH值為4，且pH在2~6內(nèi)，對(duì)SMX的吸附效果較好，當(dāng)pH>6時(shí)，吸附性能迅速下降；離子強(qiáng)度對(duì)吸附有一定的抑制作用，抑制效果隨著離子強(qiáng)度的增大而增強(qiáng)；改性多壁碳納米管有較好的再生循環(huán)效果，在再生循環(huán)三次后，吸附劑量的循環(huán)率可以達(dá)到90%以上，再生吸附效果可以達(dá)到原