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聚马来酸酐树脂的制备及其对水中环丙沙星的吸附行为和机制
引用本文:董佳伟,刘雪虎,黎璋焰,董慧峪,王莉敏,丁宁,刁开盛,刘绍刚.聚马来酸酐树脂的制备及其对水中环丙沙星的吸附行为和机制[J].环境科学学报,2021,41(2):548-556.
作者姓名:董佳伟  刘雪虎  黎璋焰  董慧峪  王莉敏  丁宁  刁开盛  刘绍刚
作者单位:广西民族大学化学化工学院,广西林产化学与工程重点实验室,南宁530008;中国科学院生态环境研究中心,中国科学院饮用水科学与技术重点实验室,北京100085;北京工商大学环境科学与工程系,北京100048;广西民族大学化学化工学院,广西林产化学与工程重点实验室,南宁530008;中国科学院生态环境研究中心,中国科学院饮用水科学与技术重点实验室,北京100085
基金项目:国家自然科学基金(No.21667004,21567004,21976040);2019年广西区研究生教育创新计划项目(No.YCSW2019134);北京工商大学2019年度实培计划项目;广西高等学校高水平创新团队及卓越学者资助计划(桂教人[2020]6号);广西区级大学生创新创业训练计划项目(No.201810608003,201810608004)
摘    要:通过沉淀聚合法合成聚马来酸酐树脂(Polymaleic Anhydride Resin,PMA),采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、比表面分析(BET)和热重(TG)分析对PMA进行了表征.同时,利用PMA对水中环丙沙星(CPX)进行吸附去除,系统研究了原料配比、PMA投加量、pH、离子强度和温度等因素对CPX吸附性能的影响.结果表明,pH在2.0~5.0范围内,PMA对CPX的去除效果随着溶液pH的增加而快速升高,在5.0~10.0之间呈小幅下降趋势;离子强度的存在对PMA去除CPX的行为总体上表现为抑制作用;PMA对水中CPX的吸附动力学过程符合拟二级动力学模型;Langmuir等温吸附模型可较好地描述PMA对水中CPX的吸附过程,理论最大吸附量为77.06 mg·g-1(pH=5.0、25℃);吸附热力学分析表明,PMA对水中CPX的吸附是自发吸热的过程,属于物理吸附;吸附再生实验表明,0.2 mol·L-1 NaOH溶液是PMA的优选洗脱液,经过5次吸附-脱附循环后,对CPX仍具有稳定的吸附性能,可多次循环使用;最后,利用化学计算从微观上明确PMA的羰基O与CPX的羧基H的氢键对吸附起主要作用,而静电引力对吸附性能影响很小.

关 键 词:聚马来酸酐树脂  环丙沙星  吸附  作用机制
收稿时间:2020/5/1 0:00:00
修稿时间:2020/7/7 0:00:00

Synthesis of a polymaleic anhydride based resin, and its adsorption characteristics and mechanisms for removal of ciprofloxacin from aqueous solutions
DONG Jiawei,LIU Xuehu,LI Zhangyan,DONG Huiyu,WANG Limin,DING Ning,DIAO Kaisheng,LIU Shaogang.Synthesis of a polymaleic anhydride based resin, and its adsorption characteristics and mechanisms for removal of ciprofloxacin from aqueous solutions[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2021,41(2):548-556.
Authors:DONG Jiawei  LIU Xuehu  LI Zhangyan  DONG Huiyu  WANG Limin  DING Ning  DIAO Kaisheng  LIU Shaogang
Institution:Guangxi Key Laboratory of Chemistry and Engineering of Forest Products, School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University for Nationalities, Nanning 530008;Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085;Department of Environmental Science and Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048; 1. Guangxi Key Laboratory of Chemistry and Engineering of Forest Products, School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University for Nationalities, Nanning 530008;2. Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085
Abstract:
Keywords:polymaleic anhydride based resin  ciprofloxacin  adsorption  interaction mechanisms
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