羅雨薇，姜 峰，劉婉月，陳 思，高和軍,，廖運文

（1.西華師范大學化學化工學院，四川 南充 637000；2.西華師范大學應(yīng)用化學研究所，四川 南充637000）

目前對于抗生素污染的去除方法主要為過濾、活性炭吸附、化學氧化法、膜分離法和生物處理法[1]。吸附法因其操作簡便，經(jīng)濟高效常被用來處理抗生素污染。2018年，song等人采用改進的Hummers法制備得到氧化石墨烯（GO）對磺胺二甲基嘧啶進行吸附，吸附量達到138.50mg/g[2]。筆者通過外交交聯(lián)劑聯(lián)苯二氯芐“編織”剛性的2-氨基苯并咪唑芳香族單體，一步合成一種外貌多孔含有豐富含氮吸附位點的交聯(lián)吸附劑，研究該吸附劑對SM2吸附的最佳條件，對實際處理廢水中的抗生素具有參考和實踐意義。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

濃鹽酸購于成都科龍化工試劑廠，磺胺二甲基嘧啶（C6H9N3O2S），三氯化鐵（Ⅲ)六水合物(FeCl3·6H2O)，聯(lián)苯二氯芐（C14H12Cl2），2-氨基苯并咪唑（C7H7N3），1,2-二氯乙烷（C2H4Cl2）無水乙醇（C2H5OH）購于阿拉?。ㄔ噭┥虾Ｓ邢薰?。

1.2 吸附劑的制備

在常溫下，稱取0.23 g 2-氨基苯并咪唑，1.4 g聯(lián)苯二氯芐，2.27 g三氯化鐵，加入30 ml的1,2-二氯乙烷于反應(yīng)釜中，混合均勻。將反應(yīng)釜置于氣氛爐180℃反應(yīng)7 h。反應(yīng)結(jié)束后，將所得粗產(chǎn)品分別用超純水，無水乙醇，1 mol/L鹽酸進行洗滌過濾，至中性且濾液澄清，收集布氏漏斗中的黑色固體產(chǎn)物；140℃下，用無水乙醇對其進行索式提取，進一步純化24 h，得到產(chǎn)物,放置于真空干燥箱內(nèi)烘干，將所得粗產(chǎn)品研磨過篩，得到一種超交聯(lián)含氮有機聚合物，記作HCPs-N。

1.3 吸附劑的表征

采用L6S紫外分光光度計（上海儀電分析），SIGMA 500型掃描電子顯微鏡（德國卡爾蔡司），NICOLET 6700型紅外分光光譜儀（賽默飛世爾科技）對HCPs-N吸附劑結(jié)構(gòu)進行表征分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 掃描電鏡分析

圖1是HCPs-N吸附劑的SEM圖。從圖1中看出，該吸附劑表面是粗糙和不規(guī)則的形狀，表面孔隙較多，結(jié)構(gòu)復雜，存在大量孔隙結(jié)構(gòu)和大小不等的介孔和微孔結(jié)構(gòu)。最終發(fā)展為大孔結(jié)構(gòu)這表明HCPs-N吸附劑可以為后續(xù)吸附磺胺二甲基嘧啶提供吸附位點。

2.2 紅外分析

為了表征聚合物中的特征官能團，對其進行了紅外光譜分析，1000～1500cm-1處出現(xiàn)了C-H的彎曲振動，在1620附近的峰是單體結(jié)構(gòu)中芳香環(huán)骨架的振動峰。波數(shù)在2920cm-1的振動峰歸因為苯環(huán)上CH2的振動，在3420cm-1的振動峰歸因為N-H的振動。這表明本實驗成功合成了一種含氮的有機超交聯(lián)聚合物吸附劑HCPs-N。

圖1 HCPs-N吸附劑的掃描電鏡

2.3 初始pH對吸附性能的影響

當pH=7.40時，SM2的中性離子濃度達到最大，HCPs-N對SM2的吸附效果最佳。而隨著pH的增大，SM2陰離子增加，可能會與吸附劑表面產(chǎn)生靜電斥力，不利于吸附進行。

2.4 接觸時間對吸附的影響

HCPs對SM2的吸附經(jīng)過了3個階段。在開始的一小時內(nèi)，污染物被快速吸附，然后以相對緩慢的速度增加，最后達到平衡狀態(tài)。這是因為在吸附初期，HCPs-N表面有豐富的吸附位點；在60到180 min，對SM2分子的吸附慢慢達到飽和，這可能是因為吸附位點被逐漸占據(jù)且吸附質(zhì)分子擴散到微孔和介孔中導致吸附速率下降[3]，在180 min達到吸附平衡。

2.5 動力學模型

本文分別利用假一階、假二階動力學模型，對不同溫度下HCPs-N對SM2吸附量的變化過程進行擬合。

假一階和假二階動力學模型表達式：假一階動力學模型：

假二階動力學模型：

在兩個模型中，t表示吸附時間（min），k1（min-1）和k2（g·mg-1min-1）分別是假一階與假二階吸附速率常數(shù)。qt和qe分別是在時間為t和吸附達到平衡時HCPs-N吸附劑對SM2的吸附量 (mg/g)。

用假二階動力學模型模擬3個不同質(zhì)量分數(shù)的 SM2，所對應(yīng)的 qe分別為 209.64、284.09、344.83mg/g，這與實際平衡時的吸附量（208.79，280.55，343.7mg/g） 接近，R12值都達到了0.999；所以用假二階動力學模型來描述HCPs-N吸附劑對SM2的吸附更符合實際情況，并表明其吸附有化學過程的參與。

3 結(jié)語

本實驗通過外加交聯(lián)劑方法用2-氨基苯并咪唑與聯(lián)苯二氯芐一步合成出的HCPs-N吸附劑，簡便快捷，沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，對環(huán)境不會造成二次污染。采用吸附法對SM2進行吸附，操作簡單，其對SM2的吸附最適pH為7.40，吸附3小時即可達到336.45mg/g的吸附量。并且隨著SM2濃度的增加，吸附量也增大；其吸附動力學的研究說明HCPs-N對SM2的吸附符合假二階動力學模型，吸附速率控制步驟為化學吸附。