【摘 要】
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近几十年来,人类将各种污染物（例如染料,抗生素和其他化学物质）引入水系统,严重污染了水资源,也对人类、野生生物以及当地生态系统造成了破坏。有机染料亚甲基蓝被认为是水污染物的主要类型,具有复杂的芳香分子结构,是剧毒且持久的化合物。环丙沙星（CIP）是重要的氟喹诺酮类,这些抗生素类物质由于它们的转化时间长且降解效率低而广泛分布在地表水中。因此,有效去除这些污染物具有十分重要的现实意义。迄今,生物降解、
【基金项目】
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国家科学基金面上项目“三维微纳磁性壳聚糖/石墨烯类复合吸附材料的构建及协同增效机制”（NO2167060253）
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近几十年来,人类将各种污染物（例如染料,抗生素和其他化学物质）引入水系统,严重污染了水资源,也对人类、野生生物以及当地生态系统造成了破坏。有机染料亚甲基蓝被认为是水污染物的主要类型,具有复杂的芳香分子结构,是剧毒且持久的化合物。环丙沙星（CIP）是重要的氟喹诺酮类,这些抗生素类物质由于它们的转化时间长且降解效率低而广泛分布在地表水中。因此,有效去除这些污染物具有十分重要的现实意义。迄今,生物降解、吸附、混凝-絮凝、膜处理和光催化等方法已被用来去除废水中的化学污染物,其中吸附法是一种有效、廉价且环保的方法。因此,本文以氧化石墨烯（GO）作为基底,分别制备了海藻酸钠包裹的ZIF-8@GO1:1复合微凝胶和废打印纸（WP）/GO1:3气凝胶,表征了它们的结构,并研究了它们对废水中MB和CIP的吸附性能。（1）先在甲醇介质中合成具有十二面体结构的ZIF-8 MOF材料,再将其负载在GO上得到ZIF-8@GO1:1复合粉末,然后依次经过海藻酸钠包裹、交联和冷冻干燥,得到复合微凝胶,并表征其组成结构。研究结果表明:成功在氧化石墨烯片层间引入十二面体结构的ZIF-8,ZIF-8@GO1:1复合微凝胶的热稳定性增加;ZIF-8与GO质量比1:1的ZIF-8@GO复合粉末的比表面积为1200.38 cm~2/g,与GO的133.91 cm~2/g和ZIF-8的1838.02 cm~2/g相比明显增加且ZIF-8@GO1:1复合粉末孔径为99.42 nm,远大于ZIF-8（66.24 nm）和GO（2.87 nm）两者之和;并且通过扫描电镜可以发现ZIF-8@GO1:1复合微凝胶表面存在较大孔结构,提供了吸附污染物的通道;复合微凝胶的结构完整,尺寸为1-2 cm。（2）优化了ZIF-8@GO1:1复合微凝胶对MB和CIP的吸附条件;在优化条件下ZIF-8@GO1:1微凝胶对MB和CIP的最大吸附容量分别是79 mg/g、128mg/g,均高于纯GO的;其对MB和CIP吸附过程符合伪二级动力学模型,以化学吸附为主;其对MB吸附过程符合Langmuir模型,属于单层均质吸附;而对CIP的吸附更符合Freundlich模型;其对MB和CIP的吸附过程都是自发放热过程;并经过四次吸附-脱附循环后,对MB和CIP的去除率分别是90%和65%。（3）以GO和WP为原料,聚乙烯醇（PVA）为交联剂,通过简单混合、冷冻干燥的方法制备了WP/GO1:3气凝胶。研究结果表明:成功制备三维网络结构的WP/GO1:3多孔气凝胶,其孔径为2-10 nm的介孔;与WP相比,WP/GO1:3气凝胶的热稳定性提高了。（4）WP/GO1:3气凝胶对MB和CIP的最大吸附容量分别可以达到80 mg/g、158 mg/g,相比于ZIF-8@GO1:1复合微凝胶,所需的吸附平衡时间缩短了,吸附速率加快了;WP/GO1:3气凝胶对MB和CIP的吸附均与伪二阶动力学模型拟合较好;在吸附等温线方面,WP/GO1:3气凝胶对MB的吸附更符合Langmuir模型,而对CIP的吸附则与Freundlich模型更吻合;WP/GO1:3气凝胶对MB和CIP的吸附过程是吸热反应,且高温有利于吸附。通过研究WP/GO1:3气凝胶对MB和CIP的二元吸附性能发现,CIP存在时能促进其对MB的吸附,而MB存在时会抑制CIP的吸附,其吸附动力学模型也都更符合伪二级动力学。
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