石墨烯吸附剂对抗生素的去除作用研究(2)
The results show that tetracycline adsorption on graphene hydrogel material was a physical adsorption process from fast to slow. The tetracycline adsorption capacity on graphene hydrogel decreased with increasing mass of adsorbent. The ionic strength indeed affected the performance of tetracycline adsorption on graphene hydrogel due to complexation.
Key words: Antibiotics, Graphene, Hydrogels, Adsorption, Ion strength.
1 绪论 1
1.1 抗生素的危害 1
1.2碳基吸附剂对抗生素吸附去除作用 2
1.2.1 活性炭 2
1.2.2 碳纳米管及其复合材料 4
1.2.3 石墨烯及其复合材料 8
1.3 选题依据与研究方法 11
1.3.1 选题依据与研究目标 11
1.3.2 研究内容与方法 12
1.3.3 技术路线 12
2 实验部分 13
2.1 实验材料与仪器 13
2.1.1 实验材料 13
2.1.2实验仪器 14
2.2 吸附试验 14
2.2.1石墨烯水凝胶的制备 14
2.2.2石墨烯吸附性能筛选试验 14
2.2.3吸附动力学特性研究 15
2.2.4等温平衡吸附特性研究 15
2.2.5离子强度对吸附的影响试验 15
2.2.6吸附剂剂量对吸附的影响试验 15
2.3 数据分析 16
2.3.1 吸附动力学 16
2.3.2 吸附等温线 16
3 石墨烯水凝胶对抗生素的吸附特性研究 18
3.1三种石墨烯材料吸附性能 18
3.2吸附动力学 18
3.3吸附等温线 20
3.4吸附剂剂量 22
3.5 溶液离子强度的影响 23
3.6 本章小结 24
4 结论与展望 25
参考文献 26
致 谢 29
1 绪论
1.1 抗生素的危害
抗生素药物广泛用于人类和动物疾病的医疗保健以及农业产业化。但是滥用抗生素药物导致全球各地已不断发现许多耐药性基因，地表水、地下水和沉积物中频繁监测出这些药物残留[1]。环境水体中残留抗生素主要来自工业废水、人用和兽用抗生素。抗生素被机体吸收后，少部分代谢为无活性产物，而绝大部分以原体形态排出体外。少部分未经代谢的抗生素直接渗漏到地下水中，大部分通过污水处理排放到地表水。然而现有污水处理技术难以将抗生素彻底清除，因此这部分抗生素对地表和地下水造成污染。低浓度抗生素的抗生素长期存在有极大可能会影响水体中的微生物群落，并且通过食物链传递到更高级的生物，进一步地破坏生态平衡[2]。这些流失到环境中的抗生素将使一些病原体产生抗药性，对公众健康造成严重威胁。
大多数的抗生素属于水溶性的，约75%通过粪便排出体外，90%是通过尿液排泄出。所以，抗生素对水环境的污染首当其冲。但是，直到上世纪90年代末，才开始比较系统地调查和研究关于水环境中抗生素的残留和污染问题。
1982年，watts等[3]第一次在英国某水域中检测出大环内脂内酯类、磺胺类和四环素类抗生素，浓度高达1μg/L。从这以后，对于水体中的抗生素污染物的检测报道逐渐地增多，涉及的水体包含医院废水、工厂出水、地下水、地表水、饮用水和海水等。
2006年，Batt等[4]对美国一些处理厂受纳水体的抗生素污染进行了调查，发现四环素（TC）、甲氧苄氨嘧啶（Trimethoprim）和氯结霉素（Clindamycin）等等抗生素在水体中均存在，它们的污染水平约为0.090~6.0μg/L。