从水溶液中通过涂在 ACA 上的 ZnO 纳米颗粒去除西普罗素抗生素:建模和优化

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 水中的抗生素污染对环境和健康构成重大风险.
• 抗生素的广泛使用需要有效的水处理策略.
• 开发可持续和高效的吸附剂对于去除制药污染物至关重要.

研究的目的:

• 为了研究氧化物 (ZnO) 涂在杏仁上的活性炭 (ACA-ZnO) 在去除西普罗素 (CIP) 的功效.
• 通过响应表面方法来优化吸附过程.
• 评估开发的吸附剂的吸附能力和动力学.

主要方法:

• 杏仁被转化为活性炭.
• 使用sol-gel方法合成氧化纳米颗粒,并涂在活性炭上.
• 进行了批量吸附实验,以研究pH值,接触时间,吸附剂剂量和初始CIP度的影响.
• 响应表面的方法用于优化.
• 分析了吸附同热量和动力学.

主要成果:

• 在pH值5.4,初始CIP度为7.4 mg/L,吸附剂剂量为0.82 g/L,反应时间为67.3分钟时,可以达到最佳CIP去除.
• 吸附过程遵循一个二次模型,R2 = 0.958.
• 弗朗德利希模型最好地描述了吸附等温度 (R2 = 0.9972),最大吸附容量为251.42 mg/g.
• 吸附动力学最好用伪二阶模型 (R2 = 0.959) 来表示.

结论:

• ACA-ZnO是一种高效的吸附剂,用于从水溶液中去除西普洛素.
• 开发的吸附剂对环境友好且具有成本效益.
• 这项研究提出了一种有希望的可持续方法来处理被抗生素污染的水.