新研究:腐植酸复合吸附剂高效去除水中抗生素
近期,东北电力大学徐晓慧教授研究团队,成功研发了一种新型复合吸附剂MCS-HA@MOF-303,显著提升了传统材料对氟喹诺酮类抗生素(尤其是诺氟沙星,NOR)的去除效果,为抗生素的可持续吸附处理提供了新方向。该研究成果以《耐pH磁性生物炭-MOF复合材料用于诺氟沙星的可持续去除:实际水基质中的协同限制与配位机制》(pH-resilient magnetic biochar-MOF hybrids for sustainable norfloxacin removal: Synergistic confinement and coordination mechanisms in real aquatic matrices)为题,在线发表在《化学工程杂志》(Chemical Engineering Journal)上,详细内容点击文末“阅读原文”。
该研究团队首先通过高铁酸钾浸渍与和热解(700°C)合成MCS,随后利用氨辅助腐植酸(HA)对齐进行功能化修饰,用于锚定MOF-303晶体,最终形成“微孔-介孔”分级结构。主要结果如下:
1. 高效吸附。在308K、pH=6、接触时间4h的条件下,该复合吸附剂对诺氟沙星(NOR)的最大吸附容量达485.47mg/g,对应去除率为93.41%。
2. 广谱pH适应性。该复合材料具有pH适应性——在4~8的宽pH范围内,仍能保持60%以上的高吸附效率,这对在实际pH波动较大的水生环境中应用至关重要。
3. 机理深度验证。密度泛函理论(DFT)计算证实,超微孔隙的限制作用显著增强了吸附能。
4. 良好循环与分离性。该材料具备磁性分离特性,经盐酸(HCl)再生后,在4次循环后仍能保持70%的吸附容量。
5. 工程应用潜力。固定床实验结合托马斯(Thomas)模型,验证该材料在工业废水处理中具备规模化应用的可行性。