改性高岭土/玉米秸秆生物炭对土霉素(OTC)与金霉素(CTC)的吸附性能与机制研究

本研究针对水体中难以自然降解的典型抗生素污染物土霉素（OTC）和金霉素（CTC），通过高温热解与纳米材料改性技术制备了两种新型高岭土/玉米秸秆生物炭，系统评估其对OTC与CTC的吸附效能。结果表明，纳米CuFe2O4改性生物炭（KLBCCF）在吸附容量、抗干扰性与再生性能方面均优于纳米CuO改性材料（KLBCC），其吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型，在318.15 K时对OTC和CTC的吸附量分别达170.21 mg·g?1和316.26 mg·g?1。热力学分析表明吸附为自发、吸热、熵增过程，机制涉及孔隙填充、氢键、表面络合、静电作用与π–π相互作用。该研究为高效吸附剂的开发与抗生素污染治理提供了重要理论依据。

　　

作为水体中广泛存在且难以自然降解的典型抗生素污染物，土霉素（Oxytetracycline, OTC）和金霉素（Chlortetracycline, CTC）对生态系统与人类健康构成潜在威胁。为解决这一问题，研究团队通过高温热解与纳米颗粒改性技术，成功制备了两种新型高岭土/玉米秸秆生物炭材料，并系统探究了其对水中OTC和CTC的吸附性能。表征分析显示，改性后的生物炭具有高比表面积和发达的孔隙结构，有利于提升吸附效率。批量吸附实验表明，纳米CuFe₂O₄改性生物炭（KLBCCF）在吸附容量、抗干扰能力和再生性能方面均优于纳米CuO改性材料（KLBCC）。KLBCCF对OTC和CTC的吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型。在318.15 K条件下，KLBCCF对OTC和CTC的吸附量分别达到170.21 mg·g^?1和316.26 mg·g^?1。热力学分析进一步揭示该吸附为自发的吸热和熵增过程。其吸附机制包括孔隙填充、氢键作用、表面络合、静电相互作用以及π–π堆积作用。本研究推动了高效吸附材料的研发进程，并为抗生素的有效去除提供了理论基础。