钡锆氧化物/壳聚糖复合材料的构建及其对抗生素的高效吸附与抗菌性能研究

针对水体中难降解抗生素环丙沙星(CIP)的污染问题，研究人员通过水热法制备了BaZrO3 /壳聚糖(BZO/Cht)及银掺杂(Ag/BZO/Cht)复合材料，采用响应面法优化吸附条件，实现CIP去除率从74%提升至90%，并通过抑菌圈实验证实其显著抗菌效果。该研究为开发兼具高效吸附与抗菌功能的复合水处理材料提供了新思路。

　　

随着人口增长和工业化进程加速，水体中抗生素污染已成为全球性环境问题。环丙沙星(CIP)作为典型的氟喹诺酮类抗生素，因其难降解性和潜在生态毒性，对水生生态系统和人类健康构成严重威胁。传统水处理方法面临效率低、成本高、二次污染等挑战，亟需开发兼具高效吸附和抗菌功能的新型材料。

针对这一科学难题，雅洛瓦大学的研究团队创新性地将钙钛矿型氧化物与生物高分子结合，构建了BaZrO₃
/壳聚糖(BZO/Cht)复合材料，并通过银纳米颗粒(Ag NPs)掺杂进一步提升性能。研究采用水热法制备不同比例(1:0至1:1.5)的BZO/Cht复合材料，通过SEM-EDS、XRD、BET和TEM等技术系统表征材料形貌与结构。利用中心复合设计(CCD)优化吸附参数，发现BZO/Cht(1:1)在5%Ag掺杂后，CIP吸附率从74%显著提升至90%。抑菌实验证实Ag/BZO/Cht对大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)具有显著抑制效果。该成果发表于《Journal of the Indian Chemical Society》，为开发多功能水处理材料提供了重要参考。

关键技术方法包括：1) 水热法制备BZO/Cht复合材料；2) 响应面法优化吸附条件；3) 银纳米颗粒表面修饰；4) 抑菌圈实验评估抗菌性能。

【材料与方法】
通过XRD分析确认BZO为单相立方结构，特征峰(110)、(111)等与标准卡片匹配。SEM显示Ag NPs均匀分布在BZO/Cht表面，BET测试表明复合材料具有较高比表面积。

【结果与讨论】
吸附实验表明，pH和温度对CIP去除率影响显著。ANOVA分析证实模型具有统计学意义(p<0.05)，Ag掺杂通过增加活性位点和静电作用提升吸附性能。抑菌圈直径证实5%Ag/BZO/Cht对两种病原菌的抑制效果最佳。

【结论】
该研究成功开发出具有"吸附-抗菌"双功能的Ag/BZO/Cht三元复合材料。其创新性体现在：1) 首次将BZO与壳聚糖复合用于CIP吸附；2) 通过Ag掺杂协同提升吸附与抗菌性能；3) 建立可靠的CCD优化模型。研究成果为复杂水体中抗生素污染治理提供了新材料选择，?eyda Karadirek团队的工作为环境功能材料设计开辟了新途径。