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　　文章介紹本期研究的水處理廠使用活性炭和在空氣，水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w條件下改性后的活性炭去除氯霉素的可能性。氯霉素被認(rèn)為是水體環(huán)境的污染物，因?yàn)樗鼈兙哂懈呱锘钚?，持久性和?duì)生物累積的敏感性，導(dǎo)致生物降解較慢。在傳統(tǒng)的廢水處理方法通常對(duì)這些污染物效果不佳。另一個(gè)問題是它很容易被檢測(cè)出導(dǎo)致水處理不達(dá)標(biāo)，所以我們需要開發(fā)一種能去除它的方法。

　　我們研究分析了從水和污水中去除這些特定污染物的不同方法。因此，已經(jīng)測(cè)試了許多污水去除技術(shù)，包括光催化，化學(xué)氧化，光降解，膜過程和活性炭上的吸附。分析表明，污水，地表水和飲用水中存在抗生素存在問題。因此，建議對(duì)從水和污水中去除這些化合物的方法進(jìn)行研究。在對(duì)于活性炭上吸附抗生素(包括氯霉素)的問題。需要專注于新的活性炭生產(chǎn)。然而，分析使用工業(yè)規(guī)模制造并已用于廢水處理和水處理的活性炭的可能性或提出改進(jìn)這些活性炭的方法也很重要。所以本期研究方向1.評(píng)價(jià)活性炭性質(zhì)對(duì)氯霉素吸附效率的影響，2.評(píng)價(jià)溶液的pH對(duì)吸附效率的影響，3.選擇氯霉素吸附等溫線方程并確定容量值，4.評(píng)價(jià)活性炭的高溫改性對(duì)吸附效率的影響。

　　研究中使用的活性炭

　　對(duì)用于水處理的五種市售活性炭進(jìn)行氯霉素吸附試驗(yàn)。這些包括粒狀活性炭，椰殼活性炭，果殼活性炭，粉狀活性炭與柱狀活性炭(原材料各不一樣)。

　　活性炭的改性

　　活性炭在回轉(zhuǎn)窯中在空氣，蒸汽或二氧化碳?xì)夥罩性?00℃下在空氣，蒸汽或二氧化碳?xì)夥罩性?00℃下進(jìn)行改性。改性在1小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。用來自空氣，二氧化碳或水蒸氣的氧氣改性活性炭導(dǎo)致在碳表面上形成酸性氧官能團(tuán)。在800℃下用水蒸氣或二氧化碳氧化或活化活性炭​​導(dǎo)致形成堿性官能團(tuán)。所提出的改性方法允許獲得表面的不同化學(xué)特性的吸附劑。在改性之前，用蒸餾水漂洗活性炭幾次。將碳在回轉(zhuǎn)窯中在400或800℃的溫度下改性1小時(shí)(圖1)。

　　圖1：活性炭高溫改性的試驗(yàn)臺(tái)。

　　活性炭的研究

　　通過Boehm方法和傅里葉變換紅外(FTIR)光譜分析活性炭的化學(xué)性質(zhì)，測(cè)定堿性和酸性官能團(tuán)。該方法包括用不同功率的堿和堿性基團(tuán)選擇性中和酸官能團(tuán)。

　　活性炭于氯霉素吸附動(dòng)力學(xué)

　　分析了在研究中使用的所有活性炭上從液中吸附氯霉素的動(dòng)力學(xué)。假設(shè)當(dāng)2小時(shí)期間濃度的變化小于初始濃度的0.5%時(shí)，發(fā)生達(dá)到吸附平衡的時(shí)間。吸附研究進(jìn)行10小時(shí)，每0.5小時(shí)分析一次濃度(圖2)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)使用的所有活性炭都建立了吸附平衡。

　　圖2：氯霉素在活性炭上的吸附動(dòng)力學(xué)。

　　工藝條件的影響

　　分析了活性炭對(duì)吸附劑用量和pH值溶液對(duì)氯霉素吸附水平的影響。由于改變吸附劑和吸附物的性質(zhì)的可能性，溶液的pH值可能對(duì)吸附過程產(chǎn)生影響。氯霉素在pH低于2且高于9時(shí)水解。發(fā)現(xiàn)溶液的pH對(duì)氯霉素吸附效率的影響對(duì)于該參數(shù)而言不太重要(圖3)。與接近中性(pH=6和8)的溶液相比，從酸性(pH=2和4)和堿性(pH=10)溶液獲得略微更好的吸附結(jié)果。pH=6和8的溶液的較低吸附可能表明靜電相互作用是吸附機(jī)制之一。pH值對(duì)吸附水平的影響是微不足道的，但它可能表明在從不同pH的溶液吸附過程中具有決定性作用的各種機(jī)制。由于羥基的離解，氯霉素溶于水，具有正電荷。在堿性溶液中可以更強(qiáng)烈地吸引活性炭的帶負(fù)電荷的表面。在低pH下，氯霉素分子中的硝基與活性炭的帶正電荷的表面之間的供體-受體機(jī)制可以是決定性的。其他負(fù)責(zé)吸附氯霉素的機(jī)制可能是電子受體苯環(huán)與活性炭電子供體表面羰基之間的相互作用和活性炭π電子與氯霉素芳環(huán)中π電子之間的π-π相互作用?；钚蕴繉?duì)氯霉素的吸附機(jī)制取決于溶液的pH值。

　　圖3：溶液pH對(duì)在活性炭吸附氯霉素的影響。

　　氯霉素在改性活性炭上的吸附

　　活性炭在400和800℃的溫度下的改性在分?jǐn)?shù)技術(shù)規(guī)模制備的試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。為了表征改性活性炭，確定了以下內(nèi)容：比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，酸和堿官能團(tuán)的數(shù)量，F(xiàn)TIR光譜?；钚蕴康母男詫?dǎo)致比表面積，微孔體積和通過Bohem方法測(cè)定的酸和堿基團(tuán)數(shù)的增加。然而，這些差異并不大，可高達(dá)百分之幾。對(duì)于在400℃下改性的活性炭，酸基團(tuán)的數(shù)量增加，而在800℃下，該數(shù)量減少。還觀察到FTIR光譜的微小變化。在所有改性的活性炭上，氯霉素吸附高于未改性活性炭(圖4)，基本是未改性活性炭的兩倍。

　　圖4：氯霉素吸附在改性活性炭上的等溫線。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論

　　1.市售的常規(guī)污水處理活性炭可用于從水中除去氯霉素，因?yàn)樗鼈兙哂邢喈?dāng)高的吸附能力。

　　2.根據(jù)其吸附容量，活性炭的順序與它們的順序一致，即根據(jù)孔的總體積和微孔和中孔的總體積。這表明體積孔隙填充現(xiàn)象的重要性。

　　3.還發(fā)現(xiàn)了pH對(duì)活性炭的吸附效率的不顯著影響。觀察到與接近中性的溶液相比，酸性和堿性溶液的吸附更好。大量吸附是從pH=2的溶液中獲得的，但與pH=6的溶液的吸附相比，所獲得的吸附容量?jī)H高9%。

　　4.對(duì)于氯霉素，活性炭經(jīng)過一些列改性，具有更高的吸附能力。對(duì)于在800℃下在二氧化碳?xì)夥罩懈男缘幕钚蕴?，獲得了較高的單層容量，并且?guī)缀跏俏锤男曰钚蕴康膬杀?。?00℃下改性的活性炭的特征在于增加的比表面積，微孔體積和堿性的需氧基團(tuán)數(shù)量的增加。