β－环糊精改性猪粪生物炭对水中四环素的吸附特性及机制

为了从源头控制抗生素污染以及达到“以废治废”的目的，以猪粪为原料制备猪粪生物炭(SMBC)，以β－环糊精(β－CD)为改性剂制得改性猪粪生物炭(β-SMBC)。通过元素分析、比表面积分析、SEM和FTIR等对SMBC和β-SMBC的组成、形貌和结构进行表征。以四环素(TC)为目标污染物，考察了溶液pH、吸附剂投加量和温度对其吸附TC的影响，研究了SMBC和β-SMBC对水中TC的吸附特性及机制。结果表明：溶液pH对SMBC和β-SMBC吸附TC的影响较大，在酸性条件下更有利于TC的吸附。SMBC和β-SMBC对TC的吸附动力学均能被准二级动力学方程很好地描述，吸附过程主要包括液膜扩散和颗粒内扩散两个阶段。同时，Freundlich模型能更好的描述TC在SMBC和β-SMBC上的吸附行为，最大吸附量分别为35.050和53.503 mg·g⁻¹。与SMBC相比，β-SMBC对TC的吸附效果更好，且主要的吸附机制为静电作用、氢键作用和π-π相互作用。热力学结果表明，SMBC和β-SMBC对TC的吸附是一个自发的吸热过程。上述结果表明，β-SMBC对TC具有较强的吸附性能且其重复利用性好，是一种在抗生素废水处理领域具有应用前景的高效、可再生吸附材料。