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抗生素是一类新兴的污染物,在世界范围内,被广泛用于预防和治疗人用和兽用的疾病。由于抗生素在人体和动物消化道内不能被完全降解的性质,会随着排泄物进入环境,特别是水环境中。然后随着时间在水环境中不断积累,会产生耐药菌和抗性基因,最终随着食物链进入人体,对人体健康造成危害。所以,找到一个有效的方法治理水环境中的残留抗生素污染物是迫不及待的。吸附法被认为是一种比较有应用前景的方法之一,具有去除效率高、能耗低,成本低廉同时无有毒副产物的优点。将吸附法应用于水环境中处理抗生素污染物的关键在于研发出水稳定且有效的吸附剂。磁性MOFs材料,不仅可以保持MOFs材料优异的多孔性,而且可以在吸附污染物后,通过外部磁铁轻松地与水溶液分离,节约成本且提高了材料的循环利用性能。所以,磁性MOFs材料具有应用于处理水环境中的抗生素污染物的巨大潜力。本论文从制备易于液相分离的磁性金属有机骨架(Fe3O4@MIL-68(Al))吸附剂出发,以有效吸附并去除水环境中的四环素(Tetracycline,TC)和米诺环素(Minocycline,MC)为应用目标。采用XRD,FTIR,SEM,TGA,VSM,BET,XPS和Zeta等表征手段对Fe3O4@MIL-68(Al)进行了彻底的表征分析。通过表征结果,确定磁性Fe3O4纳米颗粒的最佳负载量。同时研究吸附过程中的影响因素(吸附时间,p H,温度,初始浓度,离子强度)、吸附模型(吸附动力学模型,吸附等温线模型,吸附热力学模型)、吸附特性(水稳定性,再生性能,吸附机理)。主要研究内容和结论如下:(1)表征结果:XRD结果显示,Fe3O4@MIL-68(Al)兼具Fe3O4和MIL-68(Al)的特征峰,且衍射峰和MIL-68(Al)相似,表明Fe3O4的引入没有破坏MIL-68(Al)的晶体结构。FTIR结果显示,Fe3O4@MIL-68(Al)中的μ2-OH信号减弱几乎消失,说明μ2-OH与Fe3O4上的含氧官能团发生了反应。SEM结果显示,Fe3O4@MIL-68(Al)保持了MIL-68(Al)的棒状结构,但是平均粒度减小,分散性加强。N2吸附脱附结果显示,Fe3O4@MIL-68(Al)生成了新的介孔,最佳Fe3O4负载量为5%。VSM结果显示,Fe3O4@MIL-68(Al)的饱和磁化强度值为15.82 emu·g-1,足以施加外部磁场将其从水溶液中分里。(2)吸附影响因素结果:吸附量随着初始浓度的升高而升高;Fe3O4@MIL-68(Al)达到吸附平衡的时间在3 h以内,MIL-68(Al)和Fe3O4的吸附平衡时间需要22 h;p H值会影响MIL-68(Al)骨架的稳定性,但是在p H=4~11范围内都对TC和MC保持有高吸附量;离子强度对吸附过程有微小的抑制作用;升高温度,吸附量也随之增加。(3)吸附模型结果:准二级动力学模型适合描述吸附过程,化学吸附是速率控制的限制步骤,与MIL-68(Al)相比,Fe3O4@MIL-68(Al)对TC和MC的吸附强度更大和吸附速率更快;吸附等温线显示,TC和MC在MIL-68(Al)和Fe3O4@MIL-68(Al)上的吸附过程更适合Freundlich等温线模型,表明吸附剂的表面是异质的,吸附剂表面存在着大量不同的吸附位点。25℃条件下,根据等温线拟合得到的最大吸附量为179.02 mg·g-1和248.05 mg·g-1(Co=60 mg·L-1)。(4)吸附特性结果:Fe3O4@MIL-68(Al)具有良好的再生性能,在重复使用三次之后,仍然对TC和MC保持最初饱和吸附量的约85%;吸附机理包括Al-N和Fe-N共价键,π-π堆积作用,氢键相互作用和静电吸附作用。