由于抗生素药物的大规模生产和滥用，全球范围内的污水处理厂、地表水、甚至地下水和饮用水中均已检测到抗生素的残留。土霉素污染是其中一种较严重的环境问题，它不仅对生物具有毒副作用，还导致了耐药性的产生和传播，最终对整个生态系统及人类身体健康造成严重的危害，因此如何高效去除水生环境中的土霉素残留已成为全球研究的热点。吸附法由于具有成本低、处理效果稳定、操作方法简单、无二次污染等优点被广泛应用。
　　碳材料是一类多孔吸附材料，因具有来源广泛、孔道丰富、易修饰、化学稳定性好、比表面高等特点而受到了研究者的青睐。这种材料的比表面积、孔结构和表面化学性质是决定吸附性能的关键。比表面积越大提供的吸附位点越多;分级多孔结构综合了不同孔径的协同性能;杂原子掺杂有利于含多个亲水性基团的土霉素分子进入碳材料的孔道内，同时也增强其相互作用力和增加吸附位点。本课题制备了两种具有高比表面积、分级多孔结构且杂原子掺杂的碳基材料，以探究其在吸附土霉素上的应用。主要研究内容如下:
　　(1)石墨烯是一种很有前景的吸附材料，其单原子厚度的二维结构决定了它的高理论比表面积。此外，石墨烯的碳原子均暴露在周围环境中，很容易与土霉素分子接触。然而，石墨烯易团聚的性质和表面惰性限制了它在吸附方面的应用。本课题通过间苯二酚/甲醛、正硅酸乙酯、溴化-1-十八烷基-3-甲基咪唑与氧化石墨烯直接多组分共组装，制备了以空心碳球附着的介孔碳层修饰石墨烯的复合材料(GNNC)。制备的GNNC发挥了不同碳组分的协同作用，具有分散的石墨烯片和介孔中空结构，以及高比表面积(740m2g-1)、适度的杂原子掺杂(氮和氧含量分别为2.4和5.5at％)等良好特性使其在吸附法中得到有效的应用。
　　(2)沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF)衍生的碳材料具有比表面积大、含氮量高、结构可调等优点，是极具发展前景的吸附材料之一。然而，绝大多数ZIF衍生的碳材料为微孔主导结构，这决定其有限的扩散动力学并限制了吸附位点在孔道中的利用。本课题将ZIF-8衍生的碳材料封装到介孔碳片中，制备了富氮分级多孔碳片(NHPCS)。制备的NHPCS克服了ZIF-8自然结构所导致的缺点，具有微-介-大孔的分级多孔结构、高表面积(1352m2g-1)和高氮、氧含量(分别为3.5和4.5at％)等特性使其很有可能成为一种高性能的吸附材料。
　　(3)研究了具有优异特性的GNNC和NHPCS对土霉素溶液的吸附分离性能，分别从吸附动力学、吸附等温线以及循环再生能力三个方面进行了详细的探究。实验结果表明，GNNC和NHPCS对水体土霉素吸附速率较快，分别于50min和40min达到平衡，此时吸附量分别为146.0和214.0mg g-1。当土霉素浓度低时，GNNC和NHPCS对水体土霉素的去除效率分别达到88.8和98.1％。两种碳材料的吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级吸附动力学模型和Langrnuir模型。此外，两种碳材料均表现出良好的循环再生能力，在8次循环使用后，相应吸附量均保持在90.0％以上。