【摘 要】
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抗生素的大量使用使许多细菌产生耐药性从而减弱了抗生素药品的效用,因此需要加强对环境中抗生素污染问题的重视。本研究以核桃壳为原材料制备出三种不同金属离子比的LDHs改性生物炭用于水体中多种抗生素的同时去除,探明了生物炭对盐酸四环素（Tetracycline Hydrochloride,TC）、诺氟沙星（Norfloxacin,NOR）、左氧氟沙星（Levofloxacin,LEV）的吸附特征与机理以
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抗生素的大量使用使许多细菌产生耐药性从而减弱了抗生素药品的效用,因此需要加强对环境中抗生素污染问题的重视。本研究以核桃壳为原材料制备出三种不同金属离子比的LDHs改性生物炭用于水体中多种抗生素的同时去除,探明了生物炭对盐酸四环素（Tetracycline Hydrochloride,TC）、诺氟沙星（Norfloxacin,NOR）、左氧氟沙星（Levofloxacin,LEV）的吸附特征与机理以及外部环境条件对吸附过程的作用机制并将在吸附实验中效果最好的材料作为填料添加到生物滞留池中,考查生物滞留池对抗生素的控制效果,确定改性生物炭作为填料改良剂的可能性。本研究的主要内容及得到的主要结论如下:（1）成功制备了MnFe-LDHs改性生物炭,SEM表征结果显示MFBC上出现了大量MnFe-LDHs颗粒,并且随着锰铁改性比例的增加而增加;XRD结果显示MFBC上出现了特征衍射峰较为微弱的MnFe-LDHs结构;FTIR结果显示三种改性比例的MFBC与BC拥有相似的光谱图,但改性后MFBC的芳香性更强,能为抗生素去除过程提供π电子,其存在的其他官能团如O-H基团与Mn-O、Fe-O基团和芳香类官能团也在吸附过程中发挥着重要的作用;Zeta电位分析的结果表明了3:1MFBC改性材料在大部分pH范围内存在较为稳定,并且生物炭表面呈负电性。（2）比较了不同材料对TC、NOR和LEV去除效果,发现3:1MFBC对三种抗生素均有最高的吸附量,但对不同抗生素的去除仍然存在差异。在单一抗生素环境下3:1MFBC对TC、NOR和LEV的最大吸附容量分别为18.72、10.66、16.84mg/g,并且3:1MFBC对抗生素的吸附效果要2倍优于BC。在三种抗生素共同存在的混合溶液中,3:1MFBC对三种抗生素均表现出了最大的吸附量,对不同抗生素的吸附量排序为:NOR＞LEV＞TC;另外,1:1MFBC对TC和LEV的吸附量高于2:1MFBC而对NOR的吸附量则最低,随着生物炭投加量的增加,3:1MFBC对三种抗生素的去除率逐渐增加而吸附量则逐渐降低;溶液的pH会改变三种抗生素的官能团形态以及3:1MFBC的表面电荷,从而使得抗生素和MFBC在不同的pH下带不同的电荷;除了静电相互作用之外,还存在强氢键作用和π-π电子供体-受体相互作用。（3）吸附模型结果表明,在单一抗生素溶液中,准二级动力学模型可以更准确的描述3:1MFBC对三种抗生素的吸附过程,说明3:1MFBC对三种抗生素的吸附过程主要受到化学机理的控制,并且吸附速率受到吸附剂表面活性位点数量的影响。另外Freundlich模型能更好的拟合等温吸附中3:1MFBC对三种抗生素的吸附,说明在室温环境下,更易发生多层吸附,物理和化学吸附过程同时存在的可能性较大。在复合抗生素溶液中,三种改性生物炭吸附复合抗生素溶液的结果显示准二级动力学模型拟合的相关系数R~2均高于准一级动力学,而等温吸附结果表明:三种改性生物炭对混合溶液中三种抗生素的吸附中除2:1MFBC与LEV的相互作用更符合Langmuir吸附模型外,其他的吸附过程都更符合Freundlich等温吸附模型。（4）优选出最佳比例之后将3:1MFBC作为生物滞留池填料层改良剂,成功构建了改性生物炭基生物滞留池并试运行,3:1MFBC的添加可以显著提高生物滞留池对抗生素的去除效果,并且优于绿沸石对生物滞留池填料层的改良。
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