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治疗细菌感染的抗生素被广泛应用于农业、医学和兽医学等各个领域,大多数抗生素在人和动物中新陈代谢不完全,引起的抗生素污染问题日趋严重,对人类健康和生态造成不利影响。生物炭吸附一直被认为是一种低廉、便捷和有潜力的抗生素废水处理方法,但普通的生物炭对抗生素的去除效果一般,生物质材料的选择以及如何有效的提高生物炭对抗生素的去除是目前的一个研究热点。本研究以中草药废弃物为原材料制备生物炭吸附剂,通过化学共沉淀的方式负载纳米二氧化锰进行改性,利用多种表征手段对比考察改性前后生物炭材料的理化特性,同时以四环素为目标污染物,探究在不同影响因素下对四环素类抗生素的吸附行为,并通过吸附模型、结构变化和中间产物变化等对其去除机理进行研究。主要内容及相应结果如下:(1)通过化学共沉淀法,成功制备出了不同改性比的二氧化锰改性药渣生物炭。SEM表征结果显示Mn-BC的表面及孔内出现很多团聚体颗粒,且颗粒的聚集程度和分布情况与改性比有关。通过XPS证实了那些团聚体颗粒就是二氧化锰。分析XRD曲线可知两种生物炭主要成分含二氧化硅和碳酸钙。比表面积、孔隙容量及平均孔径均呈现Mn-BC(1:10)>Mn-BC(1:20)>Mn-BC(1:30)>BC的规律。(2)吸附影响因素结果显示,Mn-BC(1:10)对四环素的去除效果最佳,这一点和它优异的结构性能关系紧密。随着吸附剂投加量的增加,Mn-BC始终比BC具有较高的去除率和吸附量。在不同温度下,Mn-BC对TC的吸附量随着时间逐渐增加,在1440min左右达到吸附平衡。在不同p H环境下,生物炭对四环素的吸附主要受到静电相互作用的影响。(3)吸附模型结果表明,伪二级动力学模型均能更好地描述TC在Mn-BC上的吸附动力学过程。288 K和298 K温度下,Freundlich模型拟合的效果要更优于Langmuir模型,在398 K下就相反。根据Langmuir模型,Mn-BC在308 K处的最大吸附容量为131.49 mg/g,表现出了作为良好吸附剂去除TC的巨大潜力。热力学结果表明,本研究是一个自发吸附过程,且与物理吸附有关,较高的环境温度有利于该体系中的吸附过程。(4)FTIR的分析表明Mn-BC中较强的芳香结构、Mn-O键以及O-H基团在四环素的去除中起到了关键性的作用。Mn O2在TC的降解过程中起到了氧化剂的作用,但并非所有的二氧化锰参与了该过程。通过HPLC-MS/MS测定了降解过程中八个主要转化产物(P1-P8),并推断了4种可能的降解途径,主要涉及到二甲基氨基、D环酚以及部分双健等结构的改变。