铁锰氧化物修饰云母基吸附剂高效去除水溶液中环丙沙星的研究

本研究针对水环境中抗生素污染问题，创新性地采用Fe3O4和MnO2修饰云母(MMF)制备高效吸附剂，通过XRD、BET、SEM等技术表征材料特性，证实其对环丙沙星(CIP)的最大吸附量达21.834 mg g-1，符合Langmuir模型和伪二级动力学，为低成本水净化提供了新策略。

　　

抗生素污染是当前水环境治理的重大挑战，其中环丙沙星(CIP)作为广谱抗生素的残留问题尤为突出。传统处理方法成本高、效率低，而天然矿物云母因其独特的层状结构和环境友好特性，成为吸附材料研究的新热点。然而，未经修饰的云母比表面积有限，如何通过纳米技术提升其吸附性能成为关键科学问题。

国家研究院的研究团队创新性地将铁氧化物(Fe₃O₄)和锰氧化物(MnO₂)分步修饰于云母表面，成功开发出MMF复合材料。该研究通过系统表征和吸附实验证实，这种新型材料对CIP的去除效率显著，相关成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》。

关键技术包括：1) 采用BET法测定比表面积；2) XRD分析晶体结构；3) SEM/EDX观察表面形貌与元素分布；4) 吸附动力学和热力学研究。实验使用印度进口云母经研磨筛分后，通过共沉淀法负载金属氧化物。

材料表征
XRD显示成功合成含磁铁矿(Fe₃O₄)和云母的复合相，Scherrer公式计算得Fe₃O₄晶粒约10 nm。BET证实MMF具有最大比表面积(98.7 m²/g)，SEM显示金属氧化物均匀分布在云母片层表面。

吸附性能
在25℃、pH=7条件下，MMF对CIP的饱和吸附量达21.834 mg g^-1。吸附过程符合Langmuir单分子层吸附模型(R²>0.99)，动力学数据更吻合伪二级动力学模型，表明化学吸附为主导机制。

结论与意义
该研究首次将云母与铁锰氧化物复合用于CIP去除，MMF材料兼具低成本(云母基)和高效率(纳米氧化物修饰)双重优势。其环境友好特性特别适合实际水处理应用，为废弃云母的资源化利用提供了新思路。研究不仅阐明了吸附机制，更为设计新型复合吸附剂提供了理论依据和技术参考。