氧化石墨烯复合材料对废水中抗生素吸附分离的研究进展
壳聚糖复合吸附材料的制备研究进展
壳聚糖复合吸附材料的制备研究进展壳聚糖是一种天然的多肽聚糖，由于其独特的结构和生物活性，被广泛应用于药物传递、组织工程、食品添加剂等领域。
近年来，壳聚糖复合吸附材料在水处理、环境修复、重金属去除等领域也得到了广泛的研究和应用。
本文将对壳聚糖复合吸附材料的制备研究进展进行综述。
壳聚糖复合吸附材料的制备方法多种多样，常用的方法包括原位生物法、模板法、溶剂交换法、化学合成法等。
就制备过程而言，壳聚糖复合吸附材料通过与其他材料的复合、交联、改性等方式来提高其吸附性能。
常见的复合材料包括壳聚糖/石墨烯、壳聚糖/氧化石墨烯、壳聚糖/纳米氧化铁等。
这些复合材料具有较大的比表面积、孔隙结构和吸附活性位点，能够有效地吸附溶液中的污染物。
壳聚糖复合吸附材料在水处理领域具有广泛的应用价值。
例如，壳聚糖复合石墨烯材料可以用于重金属离子的吸附和去除。
研究发现，石墨烯的导电性和壳聚糖的阳离子官能团可以增强材料对重金属离子的吸附能力。
另一方面，壳聚糖复合氧化石墨烯材料被广泛用于有机污染物的吸附和去除。
由于氧化石墨烯的高表面能和壳聚糖的微孔结构，使得复合材料能够有效吸附有机污染物。
除了水处理领域，壳聚糖复合吸附材料还被应用于环境修复领域。
例如，壳聚糖复合纳米氧化铁材料可以用于地下水中苯类化合物的吸附和去除。
研究发现，纳米氧化铁的吸附容量和壳聚糖的孔隙结构有关，通过调控复合材料的组分比例和复合方式，可以提高对苯类化合物的吸附能力。
此外，壳聚糖复合吸附材料还被用于其他领域，如药物传递、食品添加剂等。
例如，壳聚糖复合纳米颗粒材料可以用于药物的控释，由于壳聚糖具有生物相容性和可降解性，可以将药物包裹在纳米颗粒中，并通过调控复合材料的性质，实现药物的缓释。
另外，壳聚糖复合纳米材料也可以被用作食品添加剂，如抗氧化剂、防腐剂等。
综上所述，壳聚糖复合吸附材料由于其独特的结构和生物活性，在水处理、环境修复、药物传递、食品添加剂等领域具有广泛的研究和应用价值。
污水中抗生素的分布、来源及去除研究进展
污水中抗生素的分布、来源及去除研究进展污水中抗生素的分布、来源及去除研究进展污水中抗生素的污染问题逐渐引起人们的关注。
抗生素污染不仅对环境造成了严重的影响，还对生态系统和人类健康产生了潜在风险。
本文将从抗生素在污水中的分布状况、来源以及去除方法方面进行综述，以期更好了解和解决这一问题。
一、抗生素在污水中的分布状况研究表明，污水中常常能够检测到多种抗生素，包括β-内酰胺类、四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类、喹诺酮类等，且浓度普遍较高。
其中，β-内酰胺类抗生素的检出率最高，被认为是环境中抗生素的主要污染物之一。
二、抗生素在污水中的来源抗生素在污水中的来源主要包括医院排放、农业养殖废水、城市生活污水和工业废水。
医院排放是抗生素污染的重要源头，因为医院经常使用抗生素来治疗疾病。
农业养殖废水是另一个重要来源，由于动物养殖过程中广泛使用抗生素，使得养殖废水中抗生素的浓度较高。
此外，城市生活污水中也可检测到抗生素，这是因为人们使用抗生素的频率增加，导致污水中抗生素的浓度上升。
工业废水中抗生素的排放主要来自制药和化工行业。
三、抗生素在污水处理工艺中的去除污水处理工艺通常采用物理、化学和生物方法结合的方式去除抗生素。
物理方法包括颗粒吸附、沉淀、膜过滤等；化学方法主要是氧化还原方法，如高级氧化技术和臭氧氧化等；生物方法则通过微生物的生化作用去除抗生素，包括活性污泥工艺、厌氧处理工艺和人工湿地等。
近年来，一些新型的去除技术也受到了重视。
例如，聚合物吸附剂、活性炭纤维、生物质炭等都显示出较好的抗生素去除效果。
同时，一些生物材料的应用也取得了一定的进展，如微生物固定化技术、转基因微生物技术等。
需要注意的是，虽然目前有许多抗生素去除技术可供选择，但每种技术都有其适用范围和局限性。
因此，在实际应用中需要综合考虑多种因素，如经济性、可行性和环境友好性等。
总结起来，污水中抗生素的问题需要引起重视，并采取有效的措施解决。
除了提高污水处理工艺的效率和准确性外，还应加强对抗生素的使用管理，合理使用抗生素，减少抗生素的排放量。
氧化石墨烯及其功能化改性材料富集水中重金属离子机理研究
氧化石墨烯及其功能化改性材料富集水中重金属离子机理研究随着工业和经济的高速发展，环境问题也变得日益严峻，重金属的难分解且容易在生物体内进行富集，不仅对环境有着不良的影响，设置是危害着人类及其生物体的健康。
因此，如何有效的分解和处理这些重金属废水，成了科研人员们重点研究的问题。
氧化石墨烯作为一种具有吸附力的新型材料，它巨大的比表面积和丰富的表面活性基因可以有效的起到处理和吸附的效果。
本文针对氧化石墨烯的功能化改进材料为基础，深入分析它对重金属离子机理的研究。
标签：氧化石墨烯功能化改性重金属离子机理研究概述工业革命的推进和深入，让人类以前所未有的速度改变着世界，甚至是影响着我们的生活。
但在获得巨大物质财富非同时，却也对我们赖以生存的环境造成了不可估量的伤害。
水是人类生存和发展的必要元素，但随着重金属元素的大量普及和使用，重金属对环境的影响程度日益突出。
它的难降解、毒性大、易积累的特性，不但破坏着水生态平衡，更依附着食物链危害着人类的生命健康和水生生物的生命安全。
尤其今年来重金属污染事件的相继发生，让我们必须重视并对其进行有效的综合治理，只有有效的解决这一问题，才可以进一步的实现可持续发展的目標。
1、氧化石墨烯在对石墨粉末进行化学氧化和剥离之后，产生了氧化石墨烯。
在水中的氧化石墨可以有效的形成带负电的薄片，这种极薄的单层氧化石墨，在百年之后被研究人员广泛的成为氧化石墨烯，因表面有着含氧成分和吸附分子，使得氧化石墨烯可以在醇等不含表面活性剂的相关有机溶液中形成稳定的胶态悬浮体。
所以目前的相关研究中，都将这一改性作为重要的研究课题。
一般是将相关化学物质嫁接在氧化石墨烯的表面，从而形成有新功能的复合材料。
图一氧化石墨烯的分子结构图将石墨放置在具备氧化剂存在的条件下，经过多个或一个浓酸的处理获得氧化石墨。
在经过了近百年的探索后，研究者通过对硫酸和硝酸的混合液对这一方法进行改进后，提出了一种更为高效安全的氧化石墨制备的方式。
L-半胱氨酸改性氧化石墨烯去除水中Hg(Ⅱ)
第50卷第4期2021年4月应用化工Applied Chemical IndustryVol.50No.4Apr.2021半胱氨酸改性氧化石墨烯去除水中H g(n)赵博涵蔦林海英▽，冯庆革i,朱奕帆i,廖玉莲i(1•广西大学资源环境与材料学院广西高校环境保护重点实验室,广西南宁530004；2.广西博世科环保科技股份有限公司，广西南宁530007)摘要:通过简单一步合成法，以L-半胱氨酸(L-Cysteine)作为改性剂,合成了工业级半胱氨酸功能化氧化石墨烯吸附剂L-Cyslein e-G0o考察了不同条件下L-Cysleine-GO对Hg(H)吸附性能的变化，如pH、吸附剂投加量、接触时间等;通过FTIR、拉曼光谱和SEM等表征手段,以探究该材料的吸附性能及机理。
实验结果表明，当初始Hg(fl)浓度为200mg/L、pH为7、投加量为1g/L、吸附时间为60min、温度为25t时,最大吸附量为160.71mg/g。
准二级动力学、Freundlich模型与微观表征结果提示吸附机理为疏基等官能团对Hg(D)的化学键合、材料对汞的静电吸附作用，主要为多层化学吸附。
关键词:氧化石墨烯;水中Hg(I)的去除;L-半胱氨酸改性;一步合成法;吸附机理解析中图分类号:TQ424文献标识码:A文章编号：1671-3206(2021)04-0991-06Removal of Hg(U)from water by L-Cysteinemodified graphene oxideZHAO Bo-han,UN Hai-ying1'2,FENG Qing-ge,ZHU Yi-fan,UA0Yu-lian(1.Key Laboratory of Environmental Protection,College of Resources,Environment and Materials,Guangxi University,Nanning 530004,China；2.Guangxi Bossco Environmental Protection Technology Co.,Ltd.,Nanning530007,China)Abstract:Graphene oxide modified with L-Cysteine(L-Cysteine-GO)was prepared by one-step synthesis with L-Cysteine as the modifying agent.The adsorption performance of L-Cysteine-GO on Hg(U)was investigated at different factors such as pH,the dosage of material and contact time.FTIR,Raman spectroscopy and SEM were used to investigate the adsorption properties and mechanism of the materials.The results showed that the maximum adsorption capacity was160.71mg/g when the material was added into initial concentration of200mg/L at pH7,at25弋with the dosage of1g/L in60min.With combination of pseudo-second order kinetics,Freundlich model and material microstructure,it was suggested that the adsorption process can described to the chemical bonding of sulfhydryl groups and Hg(H),electrostatic adsorption between material and Hg(U),which was dominantly controlled by the multi-layer chemical adsorption.Key words:graphene oxide；removal of Hg(H)in water；L-Cysteine modification；one-step synthesis；adsorption mechanism identification现代化工、燃煤、氯碱和混汞炼金等行业所产生的重金属汞污染⑴，因其可对人体产生较高的毒性,导致神经、大脑和肾脏的接触性损害,而备受关注3〕。
TiO2石墨烯复合材料光催化降解O3研究
TiO2石墨烯复合材料光催化降解O3研究一、本文概述随着环境污染问题日益严重，寻求高效、环保的污染物降解技术已成为科研领域的重要课题。
其中，光催化技术以其独特的优势，如反应条件温和、能源消耗低、二次污染小等，受到了广泛关注。
在众多光催化剂中，二氧化钛（TiO2）因其无毒、稳定性好、光催化活性高等特点，被广泛应用于光催化降解有机污染物的研究中。
然而，传统的TiO2光催化剂存在光生电子-空穴复合率高、对可见光利用率低等问题，限制了其在实际应用中的性能。
近年来，石墨烯作为一种新兴的二维纳米材料，因其优异的导电性、高比表面积和良好的化学稳定性，在光催化领域展现出巨大的应用潜力。
通过将石墨烯与TiO2复合，可以有效提高光生电子-空穴的分离效率，增强可见光吸收，从而提升光催化性能。
因此，TiO2石墨烯复合材料在光催化降解有机污染物领域具有广阔的应用前景。
本文旨在研究TiO2石墨烯复合材料在光催化降解臭氧（O3）方面的性能。
通过文献综述，梳理了TiO2和石墨烯的基本性质、光催化原理及在光催化降解有机污染物方面的研究进展。
详细介绍了TiO2石墨烯复合材料的制备方法、表征手段以及光催化降解O3的实验过程。
对实验结果进行了深入分析，探讨了TiO2石墨烯复合材料在光催化降解O3过程中的反应机理和影响因素，为进一步提高TiO2石墨烯复合材料的光催化性能提供了理论依据和实践指导。
二、文献综述自二十一世纪以来，随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严重，尤其是大气中的臭氧（O₃）污染已成为全球关注的热点问题。
O₃作为一种强氧化剂，虽然在地面上浓度较低，但其对生态环境和人体健康的影响不容忽视。
因此，寻找高效、环保的O₃去除方法成为了研究焦点。
在众多技术中，光催化降解因其操作简便、条件温和且能利用太阳能等优点而受到广泛关注。
TiO₂作为一种经典的光催化剂，因其稳定性好、无毒无害且光催化活性高而被广泛研究。
然而，纯TiO₂存在光生电子-空穴对复合率高、可见光响应差等问题，限制了其在光催化领域的应用。
《2024年水体中抗生素污染及其处理技术研究进展》范文
《水体中抗生素污染及其处理技术研究进展》篇一一、引言随着现代医疗和畜牧业的快速发展，抗生素的广泛使用已经对环境造成了日益严重的威胁。
特别是在水体中，抗生素的残留污染问题愈发凸显，给生态系统和人类健康带来了潜在风险。
因此，研究水体中抗生素的污染状况及其处理技术显得尤为重要。
本文将就水体中抗生素的污染现状、来源、危害以及处理技术的最新研究进展进行综述。
二、水体中抗生素的污染现状及来源水体中的抗生素主要来源于医疗废水、工业废水、农业养殖废水以及城市生活污水等。
这些废水中含有大量的抗生素残留物，随着自然水循环和人类活动，逐渐进入江河湖泊等水体中，对水生态环境造成了严重影响。
三、抗生素污染的危害抗生素在水体中的残留会对水生生物产生直接或间接的危害。
长期暴露于低浓度的抗生素环境中，水生生物的生理机能和遗传特性可能发生改变，进而影响整个生态系统的平衡。
此外，抗生素的残留还可能使细菌产生耐药性，对人类健康构成潜在威胁。
四、水体中抗生素处理技术研究进展针对水体中抗生素的污染问题，国内外学者进行了大量的研究，提出了一系列的处理技术。
1. 物理法：包括吸附法、膜分离法等。
吸附法利用活性炭、生物炭等材料吸附水中的抗生素，从而达到去除的目的。
膜分离法则是通过反渗透、纳滤等手段将抗生素从水中分离出来。
2. 化学法：主要包括氧化法、光催化法等。
氧化法利用强氧化剂将抗生素分解为低毒或无毒的物质。
光催化法则是在光照条件下利用催化剂将抗生素分解为无害的小分子物质。
3. 生物法：包括生物膜法、活性污泥法等。
生物膜法利用微生物在载体表面形成的生物膜去除水中的抗生素。
活性污泥法则利用活性污泥中的微生物降解水中的抗生素。
五、最新研究进展及未来展望近年来，针对水体中抗生素的处理技术取得了显著的进展。
新型的纳米材料被广泛应用于吸附和催化降解抗生素。
此外，基于纳米技术的光催化技术在去除水中的抗生素方面也显示出良好的应用前景。
同时，基于人工智能的优化算法也被应用于污水处理过程的控制与优化，提高了处理效率。
氧化石墨烯的制备方法、结构、性质及应用研究进展
第５１卷第７期２０２２年７月应 用 化 工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ.５１Ｎｏ.７Ｊｕｌ.２０２２
收稿日期:２０２１￣０４￣１６ 修改稿日期:２０２１￣０５￣２７基金项目:山东省中央引导地方科技发展项目(ＹＤＺＸ２０２０３７００００２５０１)作者简介:张笑娟(１９９７－)ꎬ女ꎬ河南西华人ꎬ哈尔滨工业大学(威海)在读硕士ꎬ师从任秀莲教授ꎬ主要从事氧化石墨烯的制备与纯化的研究ꎮ电话:187****8955ꎬE－ｍａｉｌ:ｚｈａｎｇｘｉａｏｊｕａｎｈｘｈｇ＠１２６.ｃｏｍ通信作者:任秀莲(１９６３－)ꎬ女ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ主要从事分离科学与技术的研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｒｅｎｘｉｕｌｉａｎ＠１２６.ｃｏｍ
氧化石墨烯的制备方法、结构、性质及应用研究进展
张笑娟ꎬ魏琦峰ꎬ任秀莲(哈尔滨工业大学(威海)海洋科学与技术学院ꎬ山东威海 ２６４２００)摘 要:对氧化石墨烯(ＧＯ)的制备与纯化方法进行了综述ꎬ总结了包括Ｂｒｏｄｉｅ法、Ｓｔａｕｄｅｎｍａｉｅｒ法、Ｈｕｍｍｅｒｓ法、有机物氧化法及电化学法等方法的优缺点ꎮ介绍了ＧＯ的动态结构模型、Ｌｅｒｆ￣Ｋｌｉｎｏｗｓｋｉ模型、两组分模型等结构模型ꎮ此外ꎬ对ＧＯ的机械性能、电化学、光学、热学性质以及在水和极性有机溶剂中的分散性能等进行了总结ꎮ基于ＧＯ可功能化改性等物理化学性质ꎬ对ＧＯ在复合材料、电池、废水处理等领域的应用进行了介绍ꎬ为氧化石墨烯及
石墨烯的功能材料开发提供了依据ꎮ关键词:氧化石墨烯ꎻ制备ꎻ结构ꎻ性质中图分类号:ＴＱ１２７.１１ꎻＴＢ３８３ 文献标识码:Ａ 文章编号:１６７１－３２０６(２０２２)０７－２１０６－０７
Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓꎬ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ＺＨＡＮＧＸｉａｏ￣ｊｕａｎꎬＷＥＩＱｉ￣ｆｅｎｇꎬＲＥＮＸｉｕ￣ｌｉａｎ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｒｉｎｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ(Ｗｅｉｈａｉ)ꎬＷｅｉｈａｉ２６４２００ꎬＣｈｉｎａ)
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究摘要不论是在军事领域，还是民用领域，高性能吸波材料因具有厚度薄、质量轻、吸收强以及吸收频带宽的优点而具有潜在的应用价值。
在众多高性能吸波材料中，石墨烯凭借其较低的密度、超高的比表面积、优异的介电性能、机械性能和化学稳定性成为了吸波领域研究的热点，然而，石墨烯较高的介电常数使得其阻抗匹配特性极差，造成大量的电磁波被反射，进而导致其较差的吸波性能。
针对以上问题，本文以还原氧化石墨烯为基体，通过引入导电聚合物和核壳结构的纳米粒子来提升还原氧化石墨烯的阻抗匹配特性，从而增强其对电磁波的吸收；此外，为了探索其在实际过程中的应用，我们将制备的粉末状吸波剂均匀分散于环氧树脂中，对其吸波性能进行了研究。
具体研究内容和结果如下：（1）以苯胺功能化修饰的还原氧化石墨烯（rGO-An）为活性点，通过界面聚合法将纳米棒状的聚苯胺（PANI）接枝在rGO表面，形成还原氧化石墨烯共价接枝聚苯胺（rGO-g-PANI）复合材料。
当该复合材料在石蜡中的掺杂比为30wt%时，获得最优的吸波性能，在厚度为3mm时，最小反射损耗（RL）可以达到-45.2dB，有效吸收带宽能够覆盖4.4GHz，这表明PANI纳米棒的接枝明显能够改善rGO的吸波性能；此外，为了突出rGO和PANI纳米棒接枝的增强效果优于二者的物理吸附，我们将rGO/PANI复合材料和rGO-g-PANI复合材料的吸波性能作了对比，并且对其机理进行了探讨。
（2）以类沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-67）为芯材，以氧化锌（ZnO）为壳层，合成具有核壳结构的ZIF-67@ZnO纳米粒子，然后通过高温煅烧的方式，将ZIF-67中的有机物裂解掉，形成核壳结构的Co/NPC@ZnO纳米粒子，当30wt%的Co/NPC@ZnO纳米粒子混合在石蜡中时，该纳米粒子能够对电磁波产生最强的吸收效果；最后，我们将该纳米粒子与GO复合，通过水合肼的还原作用，形成rGO包裹Co/NPC@ZnO纳米粒子的三维网络结构，此三维网络结构的最小RL值为-45.4dB，有效吸收带宽为5.4GHz，而吸波剂的厚度仅有2mm，结合rGO的吸波性能，我们研究了Co/NPC@ZnO的增强机理。
氧化石墨烯基纳米复合水凝胶的制备及其性能研究
氧化石墨烯基纳米复合水凝胶的制备及其性能研究氧化石墨烯基纳米复合水凝胶的制备及其性能研究摘要：水凝胶具有良好的抓水性和保水性，可以在多个领域用于吸附分离、传感器、药物传输等应用。
本文以氧化石墨烯为基材料，采用简单的化学合成方法制备氧化石墨烯基纳米复合水凝胶，并对水凝胶的物理性质、保水性能、吸附性能以及药物传输性能进行了研究。
1. 引言水凝胶是一种在常温下可以吸附大量水分，并形成稳定的凝胶结构的材料。
由于其优异的物理性质和各种应用潜力，水凝胶在生物医学、环境科学和工程等领域引起了广泛关注。
然而，传统的水凝胶材料存在一些局限性，如机械强度低、吸附能力有限等，这限制了其在某些领域的应用。
因此，研究开发一种具有高机械强度和优异吸附性能的水凝胶材料具有重要的意义。
2. 材料与方法本研究采用改进的Hummer法制备氧化石墨烯，并将其与纳米颗粒进行复合。
首先将石墨粉末在硫酸、硝酸和高锰酸钾的混合液中进行氧化，然后分离、洗涤并干燥得到氧化石墨烯。
随后，将氧化石墨烯与不同种类的纳米颗粒（如二氧化硅、纳米银等）进行混合并制备出水凝胶。
3. 结果与讨论通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察到，氧化石墨烯与纳米颗粒之间形成了均匀的复合结构。
纳米复合水凝胶的物理性质测试结果表明，复合水凝胶具有比单纯的水凝胶材料更高的机械强度和稳定性。
保水性能测试结果显示，氧化石墨烯基纳米复合水凝胶具有较高的吸水、保水和释放水分的能力。
吸附性能测试结果表明，复合水凝胶对染料颜料等物质有较好的吸附能力。
此外，药物传输性能测试结果表明，氧化石墨烯基纳米复合水凝胶可以有效地控制药物的释放速度和吸附能力。
4. 结论本研究成功制备了氧化石墨烯基纳米复合水凝胶，并对其性能进行了详细的研究。
结果表明，氧化石墨烯基纳米复合水凝胶具有优异的物理性质、保水性能、吸附性能和药物传输性能，可望在吸附分离、药物控释和环境修复等领域得到广泛应用。
进一步的研究可以探索不同纳米颗粒对复合水凝胶性能的影响，并优化合成方法以提高材料的性能和稳定性综上所述，本研究成功制备了氧化石墨烯基纳米复合水凝胶，并对其性能进行了详细的研究。
水体中抗生素处理方法的研究进展与展望
水体中抗生素处理方法的研究进展与展望随着抗生素的广泛使用，水体中抗生素的污染成为了一个严重的环境问题。
抗生素污染不仅影响了水体生态系统的平衡，还可能对人类健康产生潜在的风险。
如何有效地处理水体中抗生素成为了当前环境保护工作的重要课题。
本文将从目前的研究进展出发，探讨水体中抗生素处理方法的现状和未来展望。
一、水体中抗生素的来源与影响抗生素主要通过医药废水、养殖废水和家庭废弃药品等渠道排放到水体中，对水环境产生污染。
抗生素污染不仅会对水体生态系统造成破坏，还可能导致抗生素耐药性基因在水体中的扩散，对人类健康构成潜在威胁。
科研人员亟需找到一种有效的方法来处理水体中的抗生素污染。
二、目前的研究进展目前，在水体中抗生素处理方面，主要有生物降解、高级氧化还原、膜分离、吸附等多种方法，这些方法各有优缺点。
1. 生物降解生物降解是利用微生物的新陈代谢能力来分解抗生素分子。
生物降解方法可以降解抗生素，但需要长时间的反应时间和较高的能耗，处理成本较高，且对水体环境要求较高。
2. 高级氧化还原高级氧化还原是指利用强氧化剂来氧化降解水体中的有机物，包括臭氧氧化、过氧化氢氧化等方法。
高级氧化还原方法对抗生素的降解效果较好，但是需要大量的氧化剂和昂贵的设备，成本较高。
3. 膜分离膜分离是利用特定的膜来将水中的有机物和抗生素分离出来。
膜分离方法具有处理效率高、装置紧凑等优点，但是膜的寿命较短，需定期更换，投资和运行成本高。
4. 吸附吸附方法是利用活性炭、陶瓷、树脂等吸附剂将水中的抗生素吸附出来。
吸附方法操作简便，设备投资较低，但是吸附剂的再生成本较高。
以上各种方法在水体中抗生素处理方面都有应用，但是都存在着一定的局限性，如设备成本高、运行成本大、效果不稳定等问题。
寻找更加高效、经济、环保的水体中抗生素处理方法成为当前研究的重点。
三、未来的展望未来，水体中抗生素的处理方法将朝着以下方向发展：1. 多技术联合未来水体中抗生素处理的方法将更多地采用多技术联合的方式，即将生物降解、高级氧化还原、膜分离和吸附等多种方法结合在一起，以达到更好的抗生素去除效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3期2019年6月No.3 June，2019
氧化石墨烯复合材料对废水中抗生素
吸附分离的研究进展
许文豪，白文杰，曾希野，何 睿，许艳玲
（天津农学院，天津 300384）
摘 要：抗生素目前被广泛地用于人类疾病的治疗，同时还应用于畜牧业、农业、水产养殖业和食品加工等行业。
抗生素在自
然环境中逐渐累积会对生态产生不利影响。
目前，氧化石墨烯及其复合物能有效地吸附分离抗生素类药物。
近年来，氧化石墨烯复合材料的制备以及其对各种抗生素的吸附分离降解研究现状得到研究。
关键词：抗生素；氧化石墨烯；复合材料
基金项目：2017年天津农学院大学生创新创业训练计划项目“氧化石墨烯/四氧化三铁复合材料的制备及其对水中抗生素的吸附”（201710061209）作者简介：许文豪（1995— ），男，湖南岳阳人，本科生。
通信作者：许艳玲（1975— ），女，河北保定人，讲师，博士；研究方向：功能高分子材料。
现代盐化工
Modern Salt and Chemical Industry
1 抗生素污染及氧化石墨烯简介
自1928年抗生素被发现至今，人们已经开发了上千种用于治疗人类疾病的抗生素。
并且，除了用于治疗人类的疾病，抗生素还广泛地用于畜牧业、农业、水产养殖业和食品加工等行业[1]。
但是，这也引发了新的问题，那就是动物和人类只能吸收部分的抗生素，其余大部分抗生素则最终通过各种代谢和转移途径被排放到自然界，包括地下水、地表水和土壤中。
这些抗生素在自然环境中累积，会直接威胁生态系统功能并且减少污染物的降解率。
因此，在废水进入自然环境前，去除废水中的抗生素，是事关人民群众健康的大事。
石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的具有二维蜂窝状网格结构的一种碳材料，具有极高的比表面积，并且具有大量的π-π结合位点，两面都可以吸附含有芳香烃的分子，所以它能够高效吸附许多芳香族药物[2]。
尤其是氧化石墨烯（GO ），由于羧基的引入，具有良好的水溶性和可修饰性。
因此，石墨烯尤其是氧化石墨烯能够作为抗生素的高效吸附材料。
将氧化石墨烯材料应用于废水中抗生素的吸附与处理，是新兴的研究热点，许多研究还以石墨烯为主要材料，和其他材料复合，最终达到高效吸附、降解和分离的目的。
下面我们总结近期氧化石墨烯复合材料在吸附和处理水中抗生素方面的研究进展。
2 氧化石墨烯复合材料对抗生素的吸附分离研究进展
在研究吸附处理含有抗生素的废水过程中，研究者主要考虑了两个方面的问题，一是如何有效地吸附，其次是如何有效地从废水中分离出抗生素或者直接在废水中降解抗生
素。
从两个方面出发设计开发出了各种复合材料。
2.1 单纯吸附复合材料的制备与机理研究
崔淼等[3]选择双溶剂（异丙醇和水）回流沉淀法制备得到了均匀棒状的二氧化锰/氧化石墨烯（MnO 2/GO ）复合材料，该复合材料能吸附环丙沙星等抗生素药物，当吸附时间达到4 h 时，环丙沙星的去除率达到90.000%，吸附时间达到 12 h 时，吸附接近饱和，去除率可达到97.932%。
并且能够反复循环利用，循环3次后对环丙沙星的去除率仍可达60%以上。
作者对二氧化锰/氧化石墨烯复合材料的制备方法，该复合材料投入量对吸附量的影响，环丙沙星药物初始质量浓度对吸附量的影响等方面都进行了详细的研究，并且利用 Langmuir 吸附等温模型和Freundlich 吸附等温模型对吸附过程进行拟合，结果发现，二氧化锰/氧化石墨烯复合材料对环丙沙星的吸附更符合Langmuir 吸附等温模型，这说明环丙沙星在该复合材料表面为单分子层吸附。
2.2 吸附与光降解双重作用复合材料的制备与机理研究
张磊磊等[4]将氧化石墨烯与染料分子EY 通过共价结合制备复合材料，该复合材料由于氧化石墨烯的存在，具有良好的吸附能力和优良的导电性能。
同时，由于引入了染料光敏分子，使得复合物能够对光快速地响应，提高复合物对太阳光的利用效率。
对β-内酰胺类抗生素药物头孢克洛（CEC ）为目标物进行研究的结果表明，该方法对水中β-内酰胺类抗生素的去除效果良好，同时该复合物也可用于处理水中其他种类抗生素污染物。
去除原理主要是光照时，染料分子被光激发产生电子，电子还原溶液中的溶解氧，产生具
第3期2019年6月
No.3
June，2019
有强氧化性的1O2和H2O2，再氧化吸附在GO表面的β-内酰胺类抗生素分子。
胡瑞兵等[5]以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为模板剂，采用溶
胶凝胶法并使用紫外照射制备得到了氧化石墨烯/介孔二氧
化钛复合材料，对盐酸四环素吸附降解测试表明，模板剂的
加入显著提升了复合材料的孔径和比表面积，当PVP的加入
量为11%时，复合材料的主要孔径能达到4.8 nm，吸附容量和
光催化活性显著提高。
在pH为7，钙离子质量浓度为100 mg/L
时，复合材料对盐酸四环素的光催化效率最高，该材料具有良
好的循环利用性，循环4次，光催化降解率能达到首次降解率
的90%左右。
许真等[6]通过高温高压水热法将二氧化钛纳米管与石
墨烯复合，制备得到了具有较高光催化效率的石墨烯二氧
化钛纳米管复合材料，通过对水中的抗生素阿莫西林光降
解研究，发现了光降解阿莫西林的最佳温度为35 ℃，实验
环境pH在9左右。
复合材料中石墨烯质量分数不同，光催化
效率不同，呈现先随着石墨烯质量分数增高，光催化效率升
高，之后达到一定程度后，效率呈现降低的趋势。
光催化剂
的投入量、pH、反应温度等都会影响光催化效率。
不同质
量分数的石墨烯制备的复合光催化剂降解过程满足一级动
力学模型。
2.3 吸附与磁性分离双重作用复合材料的制备与检测方面的应用
罗建斌等[7]制备了功能化磁性氧化石墨烯并进行了对四
环素的吸附实验，他们将少量的四氧化三铁与氧化石墨烯偶
联制备了磁性石墨烯海绵（MGS）用于吸附四环素，吸附量
达到473 mg/g。
笔者对吸附过程的动力学进行研究发现，其
吸附动力学符合准二级动力学模型；对吸附过程进行热力
学研究，结果表明该功能性磁性氧化石墨烯材料对四环素的
吸附是熵驱动的吸热反应；同时，pH和离子强度对复合材料
的吸附能力影响较小。
李欣悦等[8]合成了氧化石墨烯四氧化三铁复合物
（GO-Fe3O4），建立了利用磁性固相萃取法测定水中氟喹诺酮类抗生素的分析方法。
实验的前处理过程步骤简单
快速，不会造成二次污染。
通过对GO-Fe3O4复合物用量、水样pH和离子强度、萃取时间、洗脱条件等进行优化，最
终得到最优方案。
当水中的氟喹诺酮类抗生素药物质量
浓度在1.0 μg/L左右，即痕量级别时，采用该方法即可测定出。
郭宇彤等[9]合成了羧基化的磁性氧化石墨烯，采用固相萃取的方法吸附水中的磺胺类抗生素药物，并使用高效液质色谱联用质谱对磺胺类抗生素药物的质量浓度进行测定。
复合材料在pH为4时，经甲醇活化后，能有效吸附磺胺类抗生素并可通过磁性方法进行分离。
分离后通过高效液相色谱联用质谱检测，8种磺胺类抗生素的检出限为0.49~1.59 ng/L，定量限为1.64~5.29 ng/L，富集倍数可达1 320~1 702。
该复合材料可以回收利用，可重复使用6次以上。
该方法在实际水样中痕量磺胺类抗生素残留的检测分析方面具有潜在的应用前景。
3 结语
抗生素能够造成抗药基因环境污染。
因此，在废水进入周围环境之前对抗生素加以去除十分有必要。
提及的诸多氧化石墨烯复合材料被开发出来用于吸附抗生素，为最终去除水中的抗生素，得到良好的生态环境提供了有益的思路。
[参考文献]
[1] B AI X，MA X，XU F，et al.The drinking water treatment process as a potential source of affecting the bacterial antibiotic resisitance[J].Science of the Total Environment，2015（533）：24-31.
[2] 李亚娟，赵传起，洪沛东，等.磁性还原石墨烯的制备及其对抗生
素的吸附性能[J].环境工程学报，2018，12（1）：15-24.
[3] 崔淼.棒状二氧化锰/氧化石墨烯复合材料的制备及其吸附性能研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2018.
[4] 张磊磊.基于氧化石墨烯的复合材料制备及其应用[D].成都：成都理工大学，2017.
[5] 胡瑞兵.介孔RGO/TiO2复合材料的制备及其对盐酸四环素光催化
活性研究[D].兰州：兰州理工大学，2018.
[6] 许真.石墨烯纳米钛管光催化剂的制备及其对阿莫西林降解的
研究[D].烟台：烟台大学，2018.
[7] 禹宝伟.功能化磁性石墨烯泡沫的制备及其在污水处理中的应用
[D].成都：西南民族大学，2017.
[8] 李欣悦.磁性石墨烯纳米粒子的制备及其在测定环境水体中抗生
素与除草剂的应用研究[D].苏州：苏州科技大学，2018.
[9] 郭宇彤.磁性石墨烯复合材料的合成及其在环境水样中农药和抗
生素残留分析中的应用[D].苏州：苏州科技大学，2016.
现代盐化工·研究与开发。