功能化生物炭协同吸附-光降解机制高效去除工业废水中左氧氟沙星的研究

本文综述了碱改性竹基生物炭（KOH-ABC、NaOH-ABC、Ca(OH)2-ABC、NH4OH-ABC）通过协同吸附（Elovich动力学/Redlich-Peterson等温线）与光降解（ROS活性氧物种）机制去除左氧氟沙星（LVFX）的研究。NH4OH-ABC在360分钟内实现100%去除率，其表面氮官能团和孔隙结构优化了物理吸附（π-π作用）与化学吸附（氢键/静电作用），为工业废水处理提供低成本可持续方案。

　　

Highlight

本研究成功评估了竹基生物炭（Bamboo-BC）及碱改性材料（KOH-ABC、NaOH-ABC、Ca(OH)₂-ABC、NH₄OH-ABC）对左氧氟沙星（LVFX）的去除效能。其中NH₄OH-ABC表现卓越，12小时内吸附率达97.17%，而在光照条件下仅需360分钟即可实现100%去除——这归功于吸附与光降解的协同效应（synergistic effect）。

SEM和EDS分析

通过扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）发现（图1），NH₄OH-ABC表面呈现丰富孔隙结构和氮元素富集（图S1），显著提升比表面积和活性位点暴露度，为LVFX的π-π堆叠和静电吸引提供理想界面。

结论

NH₄OH活化赋予生物炭三大优势：1）增强的含氮官能团促进化学吸附；2）分级孔隙结构加速传质；3）光响应特性激发ROS（如·OH和O₂·^-）降解污染物。该材料兼具经济性与可扩展性，为制药废水治理提供新范式。

CRediT作者贡献声明

第一作者Muhammad Irtaza Sajjad Haider主导实验设计与论文撰写，通讯作者Balal Yousaf和Guijian Liu负责理论指导与资金支持，团队通过多学科协作阐明LVFX的跨界面去除机制。

利益冲突声明

所有作者声明无财务或个人利益冲突。

致谢

感谢中国国家自然科学基金（W2442017）和安徽省重点研发计划（2023t07020006）的资助，以及审稿人对语言润色的建议。