关键词:氮掺杂石墨烯;抗生素;吸附;微量污染物
摘 要:抗生素作为一种典型的新型污染物已经引起人们极大关注但尚未被有效管控,常规的水处理工艺对此类污染物处理效果不佳.以磺胺甲恶唑(SMZ)为目标污染物,通过设计氮掺杂石墨烯(N-rGO)研究其对水中微量抗生素的吸附性能,在此基础上构建“吸附-催化氧化”体系以提高对抗生素的处理效果.结果表明:N-rGO在60 min内完成吸附过程,去除率为87.3%,吸附过程更加符合一级动力学方程.温度升高不利于吸附过程的进行,吸附过程符合Langmiur等温吸附模型,说明吸附过程中单分子层发挥着重要作用,理论最大吸附容量为574.71 mg/g,同时热力学分析结果表明吸附过程为自发进行的放热反应.N-rGO对SMZ的吸附最佳pH值为7左右,且模拟研究表明天然水基质中的阴阳离子不会抑制吸附过程,但是腐殖酸对吸附效果造成了不利影响.表征结果表明N-rGO表面褶皱较多,同时含有丰富多样的含氧官能团,这些结构特征为高效吸附的进行提供了条件.结果显示N-rGO能够对水中微量存在的抗生素进行快速有效的吸附,为“吸附-催化氧化”体系的构建与调控提供了基础,有利于下一步研究的继续进行.
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