本文關(guān)鍵詞：環(huán)丙沙星在鐵（氫）氧化物上的吸附機(jī)理研究

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【摘要】：鐵(氫)氧化物礦物在土壤和沉積物中含量豐富,由于其比表面積大而對(duì)環(huán)境中污染物的遷移起著重要的作用。關(guān)于鐵礦物對(duì)抗生素的吸附已有相關(guān)的研究,但關(guān)于不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的鐵礦物對(duì)抗生素的對(duì)比吸附研究較少。本研究選取環(huán)境中廣泛存在的針鐵礦、赤鐵礦和磁鐵礦作為吸附劑,以環(huán)丙沙星(CIP)作為氟喹諾酮類抗生素的代表,通過不同條件下的吸附批實(shí)驗(yàn)與微觀表征研究了CIP在鐵礦物上的吸附特征。主要成果如下:(1)CIP在天然鐵礦物上的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。由于天然針鐵礦平均孔徑較小(13.19 nm)且存在微孔結(jié)構(gòu),對(duì)CIP的吸附主要發(fā)生在外表面,孔隙擴(kuò)散不明顯;而天然赤鐵礦和磁鐵礦的平均孔徑相對(duì)較大(31.08 nm和15.22nm)且不存在微孔結(jié)構(gòu),主要以大孔隙形式存在,對(duì)CIP的吸附包括外表面擴(kuò)散和孔隙擴(kuò)散,吸附相對(duì)較慢。(2)溶液p H通過改變鐵礦物表面帶電性和CIP存在形式對(duì)CIP在三種鐵礦物上的吸附影響較大。在溶液初始p H分別為3.0、6.0和8.0條件下,不同初始濃度的CIP(1.25~9.50 mg/L)在鐵礦物上的吸附均表現(xiàn)為溶液初始p H為6.0時(shí)的吸附量最大。吸附熱力學(xué)(16℃、25℃和35℃)結(jié)果表明,CIP在天然針鐵礦上的吸附是自發(fā)的放熱過程,在天然赤鐵礦和磁鐵礦上的吸附是自發(fā)的吸熱過程。(3)紅外光譜結(jié)果顯示吸附CIP后鐵礦物表面的羥基或水合羥基吸收峰有所減弱,而且溶液離子強(qiáng)度的升高并沒有降低CIP在鐵礦物上的吸附。這說明CIP取代鐵礦物表面的羥基或水合羥基的位置進(jìn)行配位絡(luò)合反應(yīng)為主要的吸附機(jī)理。(4)低濃度(0-0.1 mmol/L)的小分子有機(jī)酸與CIP產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附而減少了CIP的吸附,隨著小分子有機(jī)酸濃度的升高(0.1~6.0 mmol/L),其在合成針鐵礦上的吸附逐漸達(dá)到飽和,未參與合成針鐵礦表面吸附的一部分官能團(tuán)會(huì)與溶液中的CIP結(jié)合,從而抑制作用逐漸減小甚至消失。(5)在整個(gè)p H(3.0~9.5)范圍內(nèi),小分子有機(jī)酸均抑制了CIP的吸附,且在低p H下抑制作用較強(qiáng)。這與低p H下帶正電荷的CIP與帶正電荷的合成針鐵礦產(chǎn)生斥力不利于吸附,以及低p H條件下有利于小分子有機(jī)酸在合成針鐵礦表面形成內(nèi)層絡(luò)合物有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)丙沙星 吸附 鐵(氫)氧化物 小分子有機(jī)酸
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P579;X131
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 環(huán)境中的抗生素10-15
• 1.1.1 抗生素概述10-11
• 1.1.2 氟喹諾酮類抗生素與土壤礦物之間的相互作用11-12
• 1.1.3 環(huán)丙沙星12-15
• 1.2 環(huán)境中的鐵（氫）氧化物15-16
• 1.2.1 針鐵礦15-16
• 1.2.2 赤鐵礦16
• 1.2.3 磁鐵礦16
• 1.3 環(huán)境中的小分子有機(jī)酸16-19
• 1.3.1 小分子有機(jī)酸概述16-17
• 1.3.2 小分子有機(jī)酸與鐵（氫）氧化物的相互作用17-19
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線19-21
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容及意義19-20
• 1.4.2 項(xiàng)目依托20
• 1.4.3 技術(shù)路線20-21
• 第2章 環(huán)丙沙星在鐵(氫)氧化物上的吸附21-38
• 2.1 前言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法21-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料21-22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器22
• 2.2.3 環(huán)丙沙星的測(cè)定方法22
• 2.2.4 鐵（氫）氧化物的表征22-23
• 2.2.5 實(shí)驗(yàn)方法23-24
• 2.3 結(jié)果與討論24-37
• 2.3.1 鐵（氫）氧化物的表征24-26
• 2.3.2 吸附反應(yīng)動(dòng)力學(xué)26-30
• 2.3.3 吸附熱力學(xué)30-32
• 2.3.4 離子強(qiáng)度的影響32-34
• 2.3.5 pH的影響34-35
• 2.3.6 紅外光譜分析35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 小分子有機(jī)酸對(duì)環(huán)丙沙星在合成針鐵礦上吸附的影響38-50
• 3.1 前言38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法38-42
• 3.2.1 針鐵礦的制備及表征38-40
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)材料與儀器40-41
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法41-42
• 3.3 結(jié)果與討論42-49
• 3.3.1 小分子有機(jī)酸對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)的影響42-43
• 3.3.2 小分子有機(jī)酸對(duì)吸附等溫線的影響43-45
• 3.3.3 小分子有機(jī)酸初始濃度對(duì)吸附的影響45-46
• 3.3.4 不同pH下小分子有機(jī)酸對(duì)吸附的影響46-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 結(jié)論與建議50-52
• 4.1 主要結(jié)論50-51
• 4.2 建議51-52
• 參考文獻(xiàn)52-65
• 致謝65-66
• 作者簡(jiǎn)介66

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