钛-镧/铈改性生物炭对水中头孢氨苄的去除OA

通过负载-二次热解的方法制备稀土元素镧/铈与钛共负载的复合改性生物炭材料(TiLaBC和TiCeBC),并将其应用于溶液中头孢氨苄(CEP)的去除。结果表明:镧和铈的负载显著增加了生物炭对CEP的吸附,钛负载量的增加显著增强了其对CEP的紫外光催化降解能力。在1 g·L^(-1)的用量下,钛负载量为100 mg·g^(-1)的钛-镧和钛-铈复合改性生物炭(TiLaBC_(100)和TiCeBC_(100))对200 mg·L^(-1) CEP的去除率分别为80.3%和83.1%。BET比表面积表征结果表明,TiLaBC_(100)和TiCeBC_(100)的比表面积分别为261 m^(2)·g^(-1)和186 m^(2)·g^(-1),平均孔径为4.92 nm和4.88 nm。X射线光电子能谱表征结果表明,TiCeBC_(100)表面铈以两种价态存在。两者对CEP的降解与紫外光照条件下活性氧自由基以及空穴的产生有关。CEP的初始浓度、改性生物炭用量、初始pH对吸附过程的影响大于对降解过程的影响,且初始pH对总去除效率的影响相对较小。磷的存在抑制TiLaBC_(100)和TiCeBC_(100)的吸附过程,但并未使光反应过程的去除效率降低。TiLaBC_(100)和TiCeBC_(100)在复杂水质条件下对CEP的去除率降低,具备一定的抗干扰能力。TiLaBC_(100)和TiCeBC_(100)具备良好的循环利用性能,对植物幼苗几乎无毒害作用,具备较高的经济性和环境兼容性。研究表明,本实验制备的复合改性生物炭材料是一种具备吸附和光解双位点的具有经济性和环境兼容性的CEP的高效处理剂。