近日,中国农科院灌溉所农业水资源优化配置与调控技术团队与国内外科研团队合作,创制了一种新型锌金属有机骨架多孔生物炭复合材料(Zn-BTC@SBC),该新型材料对水体中四环素吸附去除能力显著增强。相关研究成果发表在《Journal of Molecular Liquids》(《分子液体杂志》)。
近年来,含四环素类抗生素的废水排放对生态系统健康造成潜在风险。以污泥为原料合成的碳基吸附剂兼具高效吸附四环素与资源循环利用功能而备受广泛关注,但要真正应用还需克服吸附效果不稳定和再生利用的技术难题。
科研人员创新引进锌金属有机骨架改进污泥生物炭,通过一步水热合成制备法合成了Zn-BTC@SBC。研究发现,Zn-BTC@SBC具有较大的比表面积、孔隙体积和丰富的含氧官能团,其对四环素的最大吸附能力可达125.9 mg/g,进一步研究表明,含氧官能团主导的化学吸附是其对四环素超强吸附能力主要机制。虽然离子种类/强度和溶液酸碱值均影响其吸附能力,但其对复杂的天然水体中四环素的去除率仍高达71.27-76.37%。深入研究发现,用氢氧化钠浸渍使用后的Zn-BTC@SBC可使其保持对四环素稳定持续吸附能力。研究为规模化去除水体中四环素等新污染物提供思路。
研究得到国家自然科学基金、英国苏格兰政府项目RESAS等资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.122283
不同含氧官能团生物炭的静电势图
TC在不同含氧官能团生物炭上的吸附平衡构型和吸附能