pH可调GO/壳聚糖珠去除水中环丙沙星：突破曲线建模与再生的批量和固定床柱研究

本文开发了一种以废弃锌碳电池石墨制备氧化石墨烯(GO)、并与壳聚糖(CS)交联形成的pH响应型吸附剂，通过批量和连续流固定床柱实验证实其对环丙沙星(CIP)的高效去除能力。研究揭示了以静电吸引、氢键和π-π相互作用为主导的多层吸附机制，并采用Yoon-Nelson和Clark模型精准预测突破行为。该材料经5次再生仍保持稳定性能，为电子废物增值化与可持续水处理提供了创新方案。

　　

亮点

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  采用废弃锌碳电池石墨可持续合成氧化石墨烯(GO)
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  开发具有pH响应性的GO/壳聚糖(CS)复合珠粒
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  通过批量实验揭示多层异质吸附机制（拟二级动力学/Freundlich等温线）
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  固定床柱实验验证操作参数（床高18 cm、流速10 mL/min）对突破行为的影响
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  Yoon-Nelson与Clark模型精准预测突破曲线（q_total 119.81 mg/g，V_eff,s 12.67 L）
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  5 M NaCl再生后仍保持48%解吸效率（5次循环稳定性）

结论

本研究通过回收锌碳电池石墨制备pH响应型GO/CS复合珠，实现了水中环丙沙星(CIP)的高效去除。批量实验在pH 7.3、初始浓度30 mg/L、吸附剂剂量0.1 g条件下达到78.17%去除率（q_t 4.69 mg/g）。介孔结构与丰富表面官能团通过静电作用、氢键和π-π堆叠实现吸附，符合拟二级动力学和Freundlich等温线模型。固定床柱实验表明，较高床层和较低流速可延长突破时间，突破曲线经Yoon-Nelson和Clark模型拟合良好。NaCl再生后材料循环性能稳定，为电子废物资源化与可持续水处理技术提供了新范式。