负载Fe/Al的竹屑生物炭对土霉素的高效去除：Fe和Al的协同作用
来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：
作者：胡天佑,陈志莉,刘立恒
单位：桂林理工大学环境科学与工程学院, 桂林 541006,桂林理工大学环境科学与工程学院, 桂林 541006,桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 桂林 541006,桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 桂林 541006,桂林理工大学环境科学与工程学院, 桂林 541006,桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 桂林 541006,桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 桂林 541006
摘要：目前，关于Fe/Al双金属生物炭去除土霉素（OTC）的研究鲜有报道. 以竹屑基载Fe/Al生物炭（AFBC）、载Fe生物炭（FBC）和载Al生物炭（ABC）为对象，通过批实验考察了它们去除OTC的差异，并结合相关分析，初步探讨了它们去除OTC的机制，明确了AFBC去除OTC的高效性和Fe/Al的协同作用. 在相关研究条件下，AFBC对OTC的去除能力均高于FBC和ABC；在相同的OTC去除效率水平，AFBC的剂量为0.8 g·L-1，显著低于FBC和ABC的1.0 g·L-1. OTC的去除更好地遵循了Elovich模型，AFBC的α值（45.56）和α/β值（327.9）远高于FBC和ABC；OTC的去除速率主要受液膜扩散影响. Langmuir、Freundlich和Temkin模型对3种生物炭去除OTC的良好描述表明表面化学作用决定了OTC的去除能力：AFBC对OTC的最大去除能力为157.7 mg·g-1（298 K）、185.0 mg·g-1（308 K）和218.7 mg·g-1（318 K），分别为FBC和ABC的1.04~1.20倍和1.51~1.83倍. OTC的去除是自发的和吸热的，而AFBC所需要的热量更小. 吸附和降解是OTC去除的主要途径，它们对不同生物炭去除OTC的贡献分别为57.90%和42.10%（AFBC）、63.79%和36.21%（FBC）以及79.73%和20.27%（ABC）. 3种生物炭具有3条类似的降解OTC的路径，且降解产物总体是低毒害的. 总之，与FBC和ABC相比，AFBC对OTC的亲和力更强，且Al使其比FBC能提供更多的吸附位点，而Fe和Al强化了 ·OH和SO4-·的降解作用. 研究结果将为负载Fe/Al双金属生物炭在含OTC水体处理及修复中的实际应用提供重要的技术支持和理论依据.
关键词：土霉素（OTC）,Fe/Al双金属生物炭（AFBC）,吸附,降解,协同作用,
