改性活性氧化铝对水中磺胺甲噁唑的吸附特性研究

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1、■：１０３６４分类号：单位代码２７２０５０９：号；１密级学签傲廣必太ｆ学位论文改性活性氧化错对水中横胺甲聴蜡的吸峭特性研究ＳｔｕｄｙｏｎＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＳＭＺ０打Ｍｏｄｉ円ｅｄＡｃｔｉｖａｔ：ｅｄＡ山ｍｉｎａ研究生：杨王《跋指导教师；李学德教授合作指导教师：徐微副教授申请学位口类级别：工学硕壬专业名称：环境Ｘ程研究方向：环境污染化学与控制工程所在学院：资源与环境学院答辩委员会主席：今方之吻二〇—五年六月

2、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师巧导下进行的研究Ｔ作及取得的研究成果。尽我，论文中不包含其他人Ｌｉ经发表或撰与过的研所知，餘了文中特别加糾射主巧致谢的地为外。究成果，也不化含为获得安徽农化乂巧或其它教育机构的巧位或化书而使Ｗ过的利料与巧一Ｍ工作的Ｎ志对本研究所做的巧何巧献均已巧论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究牛豁名：时间：年＾月／〇円关于论文使用授权的说明木人完全了解安徽农业大学有关保南、使用学位论文的规巧，即：学校巧权保巧送艾论汇文的编复学位巧论件和文磁盘，允许论文被杳阅和巧阅，可Ｗ巧用影印、缩印或扫描等其制手段保存、或。同意

3、安徽农业大学可用不同方式在不同媒体上发衷、化播学位论文的全部部分内容。此（研保究密生的签学位论文在解密后应遵守协议）名：婉禾＾後时问：ｉＤ／年／月／ｃ？Ｕｉ第导师蘇时间；又必年月／〇円摘要磺胺甲噁唑是一种广谱抗生素，由于结构稳定，极易在环境中积累，对人们的身体健康存在潜在威胁，引起了人们的广泛关注。在众多去除抗生素方法中，吸附法因成本低、操作简便，在水中低浓度抗生素的深度去除方面具有潜在优势。活性氧化铝是一种常见的吸附剂，但普通活性氧化铝的吸附容量偏低，必须对其改性以提高其吸附性能。本文旨在基于提高活性氧化铝对磺胺甲噁唑吸附容量的目的，对其进行改性，筛选出最优改

4、性方法，并对其吸附性能、吸附机理以及再生方法进行详细的研究和探讨。主要的研究结果如下：1.首先研究了普通活性氧化铝对磺胺甲噁唑的吸附过程，为其改性研究提供基础。以活性氧化铝为吸附剂进行了水中磺胺甲噁唑的静态吸附试验，考察了平衡时间、初始浓度、pH值等对吸附性能的影响。结果表明：在吸附的最初2h，吸附容量的增大速度很快，吸附12h后，吸附速率曲线基本达到了平衡，且初始浓度越高，活性氧化铝的吸附容量就越高。当pH从3提高到10时，活性氧化铝的吸附容量先增长后减少，吸附效果最好的pH为6-7。2.经过单因素实验，确定草酸-氯化铁复合改性为最佳改性方法。最佳改性条件为：草酸浓度0.01%，固

5、液比1:2，改性时间30min；氯化铁浓度0.05%，固液比1:2，改性时间1h。复合改性后活性氧化铝的吸附容量由0.22mg/g提高到0.577mg/g，改性活性氧化铝的吸附容量是未改性的2.63倍。3.草酸-氯化铁-活性氧化铝对水中磺胺甲噁唑的吸附动力学符合拟二级动力学模型，拟二级反应动力学常数k2的值随温度升高而增加，说明升温有利于提高吸附速率，有利于吸附反应进行。吸附等温线研究表明，改性活性氧化铝的吸附行为更符合Freundlich方程拟合。吸附过程吉布斯自由能ΔG0<0，说明吸附是自发的；ΔH0>0，说明吸附过程吸热，降低温度会阻碍反应进行；ΔS0>0，说明改性活性氧化铝对

6、磺胺甲噁唑的吸附是熵增加的反应。4.经过阿伦尼乌斯方程算出改性活性氧化铝吸附水中磺胺甲噁唑的吸附活化能为172.82kJ/mol。说明此吸附过程以化学吸附为主。探讨了磺胺甲噁唑与改性活性氧化铝表面之间的传质过程。结果表明改性活性氧化铝对磺胺甲噁唑的吸附是由膜扩散和内扩散共同控制，即表面膜扩散和粒子内部扩散均为吸附反应的限速步骤。5.经过XRD、BET、FT-IR和SEM对改性前后的活性氧化铝的表面性质进行了表征：改性后的活性氧化铝比表面积增加，孔道增多，因而使得吸附量增加。III改性后活性氧化铝的晶体结构未被破坏。6.对吸附饱和改性活性氧化铝的再生研究表明：用0.01mol/L的Na

7、OH溶液，以固液比1:5，浸泡解吸1h，然后用最佳条件的草酸和氯化铁活化吸附饱和的改性活性氧化铝，经五次再生循环后仍保持较高的吸附容量。关键词：活性氧化铝，改性，磺胺甲噁唑，吸附特性，再生IVAbstractSulfamethoxazole(SMZ)isabroadspectrumantibiotic,butaccountoftheirstructureisstable,theycaneasilystayintheenvironmentforalongti