【摘要】：抗生素對環(huán)境的危害已經(jīng)引起了人們的廣泛重視.本實驗以改性生物炭(MB)為載體制備了負載納米零價鐵的功能生物炭(Fe/MB).以頭孢噻肟(CFX)為目標(biāo)抗生素,研究了該材料對頭孢噻肟的降解特性及影響因素,并探討了去除機理.實驗結(jié)果表明,50 min內(nèi)頭孢噻肟的去除率為92%(Fe/MB用量為0.4 g·L~(-1),溶液p H=5.0,頭孢噻肟濃度為20 mg·L~(-1),振蕩速率為200 r·min~(-1),檸檬酸濃度為1.47 mmol·L~(-1)).頭孢噻肟的去除過程存在改性生物炭的吸附和納米零價鐵還原降解的協(xié)同作用,數(shù)據(jù)符合偽二級反應(yīng)動力學(xué)方程(R20.99).采用紫外可見光譜結(jié)合質(zhì)譜分析了降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)并提出頭孢噻肟的降解途徑.
【圖文】：

7期吳鴻偉等:改性生物炭負載納米零價鐵去除水體中頭孢噻肟613cm－1產(chǎn)生了一個新的Fe—O振動峰，說明了成功地將鐵負載到炭基質(zhì)上(Liuetal．，2015)．同時，由于鐵的引入，導(dǎo)致酚C—O鍵在1135cm－1處的峰明顯加強．圖1試樣的紅外光譜圖(a)和X射線衍射圖(b)Fig．1FTIＲspectra(a)andX-raydiffractionplot(b)ofmaterials3．1．2XＲD改性生物炭、Fe及Fe/MB的XＲD譜圖見圖1b．2θ在20°～24°對應(yīng)的衍射峰為改性生物炭中的無組織炭，該峰在MB及Fe/MB兩種材料中均有出現(xiàn)．2θ=44．4°對應(yīng)的衍射峰是零價鐵的特征峰，說明Fe/MB中含有零價鐵(Wuetal．，2017)．衍射峰位于2θ=62．8°對應(yīng)的是Fe2O3的特征峰，表明Fe及Fe/MB在制備和表征過程中部分鐵表面被氧化(翁秀蘭等，2012)．3．1．3TEM零價鐵與Fe/MB的TEM圖譜如圖2所示．由圖2a可知，由于范德華力和表面高化學(xué)勢，鐵的零價鐵團聚十分嚴重，呈鏈狀或團狀，導(dǎo)致反應(yīng)活性下降(Xuetal．，2013)．用改性生物炭做基質(zhì)時，納米零價鐵可以很好地分散在生物炭表面，呈球狀，平均直徑約為50nm，團聚現(xiàn)象大為降低(圖2b)．圖2c顯示了Fe/MB的能量散射X射線光譜，證明樣品中含有鐵元素．結(jié)合3．1．1節(jié)紅外光譜的分析，，可以表明鐵被成功地負載到MB的表面．圖2Fe(a)，F(xiàn)e/MB(b)的透射掃描電鏡圖和Fe/MB(c)的能量散射X射線光譜Fig．2TEMimagesofFe(a)，F(xiàn)e/MB(b)andEDXspectraofFe/MB(c)3．2不同材料去除頭孢噻肟的比較不同材料對頭孢噻肟的去除率如圖3所示．實驗條件為:0．5g·L－1催化劑，20mg·L－1頭孢噻肟，反應(yīng)時間160min，溫度298K．由圖3可知，F(xiàn)e/MB對頭孢噻肟的去除效果最好，在100min達到吸附平衡，去除率為72．2%．在相同的時間內(nèi)MB、OB和Fe的去除效率分別為42．1

是Fe2O3的特征峰，表明Fe及Fe/MB在制備和表征過程中部分鐵表面被氧化(翁秀蘭等，2012)．3．1．3TEM零價鐵與Fe/MB的TEM圖譜如圖2所示．由圖2a可知，由于范德華力和表面高化學(xué)勢，鐵的零價鐵團聚十分嚴重，呈鏈狀或團狀，導(dǎo)致反應(yīng)活性下降(Xuetal．，2013)．用改性生物炭做基質(zhì)時，納米零價鐵可以很好地分散在生物炭表面，呈球狀，平均直徑約為50nm，團聚現(xiàn)象大為降低(圖2b)．圖2c顯示了Fe/MB的能量散射X射線光譜，證明樣品中含有鐵元素．結(jié)合3．1．1節(jié)紅外光譜的分析，可以表明鐵被成功地負載到MB的表面．圖2Fe(a)，F(xiàn)e/MB(b)的透射掃描電鏡圖和Fe/MB(c)的能量散射X射線光譜Fig．2TEMimagesofFe(a)，F(xiàn)e/MB(b)andEDXspectraofFe/MB(c)3．2不同材料去除頭孢噻肟的比較不同材料對頭孢噻肟的去除率如圖3所示．實驗條件為:0．5g·L－1催化劑，20mg·L－1頭孢噻肟，反應(yīng)時間160min，溫度298K．由圖3可知，F(xiàn)e/MB對頭孢噻肟的去除效果最好，在100min達到吸附平衡，去除率為72．2%．在相同的時間內(nèi)MB、OB和Fe的去除效率分別為42．1%、7．4%、27．1%．MB去除頭孢噻肟主要是吸附作用，而Fe主要是還原作用(Mukherjeeetal．，2015)．由上述數(shù)據(jù)可知，在去除頭孢噻肟的過程中，吸附作用和還原作用共存，且吸附作用更顯著．Fe/MB的去除效率大于MB和Fe去除效率的代數(shù)和(69．2%)，闡明了納米零價鐵在2693

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳繼鋒;零價鐵處理廢水的機理及應(yīng)用[J];安慶師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2001年02期

2 湯心虎;黃麗莎;莫測輝;李明玉;;超聲波協(xié)同零價鐵降解活性艷紅X-3B[J];環(huán)境科學(xué);2006年06期

3 王宜成;喬顯亮;黃麗萍;陳景文;;零價鐵去除水中鉬的研究[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2007年06期

4 郭t;王寶娥;;零價鐵在環(huán)境污染治理應(yīng)用中的研究進展[J];仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報;2009年04期

5 付豐連;;零價鐵處理污水的最新研究進展[J];工業(yè)水處理;2010年06期

6 龐龍;周慶祥;蘇現(xiàn)伐;;納米零價鐵修飾技術(shù)研究進展[J];化工進展;2011年06期

7 陳迪云;張志強;占永革;袁土貴;;零價鐵去除含鈾廢水中的鈾[J];廣州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年04期

8 吳蘭艷;戴友芝;李芬芳;;超聲波/零價鐵協(xié)同體系作用機理探討[J];環(huán)境工程;2012年S2期

9 邵小宇;王冬杰;盛國棟;李益民;;零價鐵去除U(Ⅵ)的作用機理及其影響因素[J];核化學(xué)與放射化學(xué);2013年01期

10 殷其亮;李筱琴;李瑛;肖陽;;羧甲基纖維素鈉改性零價鐵在石英砂中的遷移能力[J];化工進展;2013年07期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳曉清;馮曉西;;廢水零價鐵處理的過程研究[A];上海市化學(xué)化工學(xué)會2005年度學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2005年

2 蔣明;張道斌;曹志強;張暉;;零價鐵對活性艷紅X-3B的脫色動力學(xué)研究[A];中國化學(xué)會第八屆水處理化學(xué)大會暨學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2006年

3 劉靜;劉愛榮;張偉賢;;納米零價鐵在修復(fù)重金屬污染水體中物理化學(xué)性質(zhì)演變研究[A];2013中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會浦華環(huán)保優(yōu)秀論文集[C];2013年

4 劉希濤;孫可;張桂香;趙燁;;零價鐵參與的微波水熱反應(yīng)用于多氯聯(lián)苯脫氯[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

5 賈漢忠;王傳義;;有機改性蒙脫石負載納米零價鐵的制備及其吸附-降解有機污染物研究[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

6 吳麗梅;呂國誠;廖立兵;;活性炭負載納米零價鐵去除污水中六價鉻的研究[A];2012年全國礦物科學(xué)與工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2012年

7 玄小立;王川;劉鴻;馬軍;;零價鐵技術(shù)去除水中氯代有機污染物研究進展[A];第三屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2005年

8 張瑞華;孫紅文;;零價鐵去除復(fù)合污染條件下鉻、砷動力學(xué)研究[A];第三屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2005年

9 李益民;李建法;;柱撐膨潤土在零價鐵去除污染物中的協(xié)同作用研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第02分會場摘要集[C];2010年

10 方戰(zhàn)強;邱心泓;丘秀祺;陳金紅;;納米零價鐵在有毒污染物治理中的應(yīng)用[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 梁麗萍;磁場強化零價鐵去除水中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的效能和機制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

2 孫霞;介孔孔道限域納米零價鐵的制備及在地下水污染修復(fù)中的應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2014年

3 李芙蓉;吸附/零價鐵技術(shù)處理皂素廢水中糠醛和硫酸根的實驗研究與機理分析[D];中國地質(zhì)大學(xué);2016年

4 劉菲;處理地下水中揮發(fā)性氯代脂肪烴的零價鐵滲透反應(yīng)格柵研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2003年

5 田凱勛;超聲波/零價鐵體系降解典型氯代芳香化合物特性及機理研究[D];湘潭大學(xué);2013年

6 納曼;腐殖酸對納米零價鐵修復(fù)污染物的抑制及抗抑制機理研究[D];浙江大學(xué);2010年

7 陳亮;零價鐵滲透反應(yīng)格柵中鐵的微生物鈍化效應(yīng)及電活化技術(shù)[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

8 徐佳麗;蒙脫石負載納米零價鐵對水溶液中鈾的去除研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2014年

9 趙進英;零價鐵/過硫酸鈉體系產(chǎn)生硫酸根自由基氧化降解氯酚的研究[D];大連理工大學(xué);2010年

10 朱雪強;巖溶地下水四氯化碳污染的零價鐵修復(fù)實驗研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鄭爽爽;零價鐵—厭氧污泥聯(lián)合體系處理豬場廢水的研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 王培;纖維素改性納米零價鐵及其對水中染料的脫色降解研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 和婧;納米零價鐵對陽離子染料脫色降解的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 劉小詩;砷鎘超標(biāo)農(nóng)田鈍化劑的篩選及調(diào)控效應(yīng)研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

5 劉軍;鈾—碳酸/鈣—鈾—碳酸絡(luò)合物又子紅土及納米零價鐵吸附鈾性能的影響[D];東華理工大學(xué);2015年

6 張沖;納米零價鐵芬頓體系降解三氯乙烯實驗研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

7 孫玉林;廢水中Cr(Ⅵ)、As (Ⅴ)處理技術(shù)及其污染去除機理[D];山東建筑大學(xué);2015年

8 趙丹;納米零價鐵去除水中六價鉻、甲基橙染料和三氯乙烯的研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2014年

9 李瑩瑩;納米級零價鐵的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用研究[D];長安大學(xué);2015年

10 張帥;2,4-二硝基苯甲醚的零價鐵強化生物還原技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2015年

本文編號：2555453