【摘 要】
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抗生素被广泛应用于人和动物感染性疾病的预防和治疗,然而,大量含抗生素废水却在未经有效处理的情况下流入环境,严重危害生态环境和人体健康。同时,重金属与抗生素的复合污染问题日益凸显,许多常用抗生素会与重金属络合形成毒性更强的污染物,而绝大部分污染治理只关注水体中单一污染物的去除。因此,针对水体抗生素和重金属复合污染的末端治理是十分迫切而必要的。吸附法具有经济、高效、便捷、环保等优势,是一种选择性去除水
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抗生素被广泛应用于人和动物感染性疾病的预防和治疗,然而,大量含抗生素废水却在未经有效处理的情况下流入环境,严重危害生态环境和人体健康。同时,重金属与抗生素的复合污染问题日益凸显,许多常用抗生素会与重金属络合形成毒性更强的污染物,而绝大部分污染治理只关注水体中单一污染物的去除。因此,针对水体抗生素和重金属复合污染的末端治理是十分迫切而必要的。吸附法具有经济、高效、便捷、环保等优势,是一种选择性去除水环境中特定污染物的有效手段。本文结合壳聚糖（CS）优异的吸附性能和四氧化三铁磁性纳米颗粒（Fe3O4）良好的分散性和磁分离性,以及Fe3+与抗生素特殊的络合作用,成功设计并合成了一种结构简单、效果稳定、环境友好的Fe3+掺杂磁性壳聚糖复合吸附剂(MCS-Fe3+),并将其用于复杂水体中四环素（TC）的分离。同时,通过SEM、TEM、XRD、FT-IR、TGA、BET、VSM、XPS等一系列表征手段分析吸附剂的结构特性及其与吸附性能之间的联系。并通过一系列吸附实验,评估去除效果,探明吸附机理。同时,探究了复合体系中共存铜离子(Cu2+)对TC吸附的影响以及TC和Cu2+的同步去除。具体研究内容和主要结论如下:（1）基于Fe3+与CS的络合以及戊二醛交联法制得了Fe3+掺杂的磁性壳聚糖复合吸附剂MCS-Fe3+。在MCS-Fe3+对TC的吸附实验中,MCS-Fe3+对TC的吸附表现出强p H相关性,其吸附过程更符合准二级动力学模型和Liu吸附等温线模型。在最佳吸附条件下,MCS-Fe3+对TC的最大吸附量可达到209.22 mg g-1,并在15 min内达到吸附平衡。同时,MCS-Fe3+在模拟废水中保持了较好的吸附能力,并具有良好的稳定性、可再生性和磁分离性,在实现目标污染物高效去除的同时也避免了二次污染,因此,MCS-Fe3+具备工业应用的潜力。（2）在TC/Cu2+复合体系中,p H=6下,MCS-Fe3+对TC和Cu2+的吸附量相比单一污染物体系分别提高了32.1%和83.2%,然而,在p H更低的情况下,共存的TC和Cu2+均抑制了MCS-Fe3+对彼此的吸附。这种现象主要解释为TC与Cu2+之间的竞争吸附与络合反应的共同作用,TC与Cu2+在溶液中不同的质量比以及溶液p H将决定TC最终的吸附是促进还是抑制。同时,根据实验现象,讨论了p H=6下不同时间段MCS-Fe3+对Cu2+和TC可能的吸附过程。
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