目录
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 文献综述 1
1 抗生素使用现状以及土霉素 1
2 水中抗生素的去除方法 1
2.1 生物处理 1
2.2 电化学处理 1
2.3 高级氧化处理 2
2.4 吸附处理 2
3 秸秆生物炭与生物炭在抗生素去除中的应用 2
4 影响吸附效果的因素 3
4.1 吸附剂的物理化学性质 3
4.2 吸附质的物理化学性质 3
4.3 pH 值 3
4.4 共存物的影响 3
4.5 温度 3
4.6 吸附时间 3
5 研究意义与内容 4
5.1 研究意义 4
5.2 研究内容 4
第二章 水稻秸秆活性炭及其KOH改性材料对OTC吸附特性的研究 5
引言 5
1 材料与仪器 5
1.1 实验材料 5
1.2 实验药品及试剂 5
1.3 仪器设备 5
2 实验方法 5
2.1 改性水稻秸秆活性炭（KRBC）以及原炭（RBC）的制备 6
2.2 吸附特性探究实验方法 6
2.2.1 pH对RBC和KRBC吸附OTC性能的影响 6
2.2.2吸附剂投加量对RBC和KRBC吸附OTC性能的影响 6
2.2.3 污染物初始浓度对RBC和KRBC吸附OTC性能的影响 6
2.2.4 吸附动力学试验 6
2.2.5 吸附等温线实验 6
2.3 样品处理与测量方法 7
2.4 OTC 标准曲线绘制 7
3 结果与分析 7
3.1 pH对RBC和KRBC吸附OTC性能的影响分析 8
3.2 吸附剂投加量对RBC和KRBC吸附OTC性能的影响分析 9
3.3　OTC初始浓度对RBC和KRBC吸附OTC性能的影响分析 10
3.4 吸附动力学 11
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吸附动力学模型 11
3.4.1 吸附动力学分析 12
3.5 吸附等温线 14
3.5.1 吸附等温线模型 14
3.5.2 吸附等温线分析 14
4 讨论 16
第三章 吸附材料结构表征 17
引言 17
1 元素分析（EA） 17
２比表面积以及孔径分析（BET） 17
3 Zeta电位分析 18
４红外光谱分析 (FTIR) 19
5 讨论 21
第四章 结论与展望 23
参考文献 25
致 谢（三号黑体，居中） 27
氢氧化钾改性生物炭对水中四环素类抗生素的吸附性能研究
摘 要
环境中检测到的抗生素及其潜在的生态毒理作用已经吸引了研究者的目光。抗生素废水的产生和其中的具体成分是具有多种来源的。目前，有两种主要途径导致抗生素废水的产生，一是抗生素被广泛应用于疾病预防和临床治疗，医疗废水中含有未经处理的抗生素成分，二是在畜牧业中，抗生素被掺入饲料中以控制细菌感染。据估计，使用抗生素生长促进剂可以分别提高牲畜48%和25%的生长和饲料利用率，因此，牲畜的排泄物中也含有抗生素成分。总之，未代谢的抗生素以其原有形式通过尿液或粪便排出体外。它们可以与排泄物一起直接进入环境（例如，通过土地施用粪便）。随后，由于大部分抗生素类药物是持久性化合物，它们能够借助以上两种途径持续不断地进入并积存在环境中。一部分抗生素并不能够被常规的废水处理流程净化掉，还能够在废水处理厂的出水口检测到。
众所周知，抗生素的滥用会导致细菌产生抗药性，而抗生素废水的一大危害恰恰促进了抗生素抗性细菌（ARB）和抗生素抗性基因(ARGs）的产生。研究发现，江苏、上海部分地区的儿童尿样中可能存在四环素类、喹诺酮类、磺胺类（人用和兽用）以及专门作为兽医用途的抗生素（金霉素、恩诺沙星和泰乐菌素)，而其主要来源是受抗生素废水污染的环境或食物。食用严重受抗生素污染的水产养殖产品可能会对人类健康构成潜在威胁。抗生素在水生介质中的连续长期输入可能导致高的浓度，这可能增强对人类以及非靶标生物的不利影响。
传统处理方法较难完全去除水体中残留的土霉素，在水环境中的土霉素引起广泛关注。因具有操作简单、成本低廉、无副产物等特点， 吸附法是去除水环境中抗生素的有效方法。
本研究以水稻秸秆炭为原材料，使用KOH对其进行改性制成水稻秸秆活性炭吸附剂，记作KRBC，用其吸附溶液中的土霉素。使用扫描电镜(SEM)、红外光谱分析(FTIR)、比表面积分析仪和Zeta电位仪对KOH改性前后的水稻秸秆进行表征。在相同的实验条件下系统的比较了改性前后秸秆对OTC吸附性能的差异，并研究了吸附剂投加量、溶液pH因素对吸附反应的影响，分析拟合了吸附动力学和吸附等温线等吸附特性，对KRBC对OTC吸附机理进行了初步探讨。得到以下结果：
（1）改性后水稻秸秆活性炭对土霉素吸附效果明显提高，对浓度为30mg/l的OTC溶液，吸附剂单位吸附量提高11.7%，去除率提高11.03%。吸附时间相同的情况下，随着RBC和KRBC投加量的增加，RBC和KRBC的单位吸附量均呈下降趋势，RBC下降26.80%，KRBC的单位吸附量下降62.93%，降幅较大。在OTC浓度为60160mg/L范围内，RBC和KRBC对OTC去除率的变化趋势较为一致，去除率随溶液中OTC初始质量浓度的升高而减少。
（2）分别采用准一级、修正一级、准二级、颗粒内扩散模型和Elovich方程对RBC和KRBC对OTC吸附的数据进行拟合得到RBC的R2分别为0.9861、0.9949、0.9955、0.9184、0.9749，KRBC的R2分别为0.8478、0.8610、0.9999、0.6406、0.9703。结果显示以上几个模型贵RBC拟合度均较高，修正一级模型和Elovich方程KRBC拟合度较高。对于吸附等温线分析，RBC和KRBC吸附OTC的过程，Freundlich等温线模型相较于Langmuir等温线模型拟合效果更好，温度为25 ℃时对OTC的最大吸附量为87.79mg/g，KRBC最大吸附容量为51.70 mg/g

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