磁性铝基MOF复合材料的制备及其对四环素类抗生素吸附性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lan737898
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
背景:肝脏是人体内的主要代谢器官,也是人体内脏里最大的器官,它制造了消化系统中的胆汁,并在身体内拥有生物转化,贮存肝糖原,帮助分泌性蛋白质合成等重要功能。肝脏疾病会影
竞争激烈的市场环境中,企业面对市场的不断变化和顾客需求的日渐多样化,传统的经营模式对市场的响应越来越被动和缓慢,因此应运而生了很多新的管理理论和方法帮助企业应对这一困境。从MRP(物料需求计划)到MRPⅡ(制造资源计划)再到ERP(企业资源计划),这些方法各有所长,但在经营的灵活性和快速满足顾客需求方面最受企业推崇的还是供应链管理理论。W公司是一家在全球范围内经营的工业模生产商和经销商。公司于20
Fe基非晶合金具有高强度、硬度、弹性及高磁导率、高饱和磁感应强度、低矫顽力、低铁损耗等优异的性能,在电子元器件向着小型化、轻量化、节能、高频、智能和大电流方向发展
绿原酸是一种重要的药用活性物质,不仅具有抗菌和抗病毒的功能,还有增高白血球、保肝利胆、抗肿瘤、降血压、清除自由基和兴奋中枢神经系统等功能。国内一直主要从金银花、杜
交通信号控制和交通流诱导技术是智能交通系统(ITS)的关键技术,短时交通流预测信息可为先进的交通信息系统(ATIS)和交通管控系统(ATMS)提供决策支撑,以便为出行者提供实施有
红三叶草坏死花叶病毒(Red clover necrotic mosaic virus,RCNMV),隶属于番茄丛矮病毒科(Tombusviridae),香石竹环斑病毒属(Dianthovirus),是一种感染植物的圆球状RNA病毒。研究发
从改革开放至今,中国的外资企业以强有力的资金、先进的技术、现代化的管理理念在中国的经济市场上蓬勃发展。在经济发展的同时,培养了一大批优秀的企业中高层管理人才。但随着中国经济格局的不但变化,外资企业发展格局的不断调整,外资企业在华发展的挑战性越来越大。企业中的中高管职业贡献度、投入度、工作卷入度、忠诚度等方面是企业经营、取得预期利润能力的有效保障。然而,外资企业的中高管有一部分人进入了职业高原状态。
α-碱性半乳糖苷酶(alkaline alpha Galactosidase/AGA)是一类种子吸胀蛋白(seed imbibition protein/SIP),能水解α-1,6-半乳糖苷键,是负责棉子糖水解的关键酶。本实验室在
选择标记基因在植物遗传转化中至关重要,但其作用只存在于转化初期阳性转化子的筛选,成熟转基因作物中选择标记基因的存在大大增加其投放环境后的风险,比如超级杂草的产生等
高管的社会经历是近年公司金融领域研究的热点,因为社会经历是人与社会的一种“纵向的联系”,每个人独特的社会经历都将对其性格、心理产生潜移默化的深远影响。董事长作为公司的一把手,其成长经历和工作履历无疑将塑造其独特的行为处事风格,进而影响企业的经营决策。改革开放以后,学者“下海”从商成为一股热潮,近年来也频频有政策出台鼓励学者创业,但目前对于学者出身的企业家学术界给予关注仍然有限。学者在长期从事学术研