文章摘要
刘自超,任亚男,周文静,刘春晖,李孜娴,杨金康,孙齐状,王龙,赵鹏.左氧氟沙星在铁氧化物表面的吸附:动力学和pH的影响[J].农业环境科学学报,2023,42(2):362-372.
左氧氟沙星在铁氧化物表面的吸附:动力学和pH的影响
Effects of kinetics and pH on adsorption of levofloxacin on iron oxide surfaces
投稿时间:2022-07-07  
DOI:10.11654/jaes.2022-0694
中文关键词: 抗生素  铁氧化物  吸附  动力学  pH  左氧氟沙星
英文关键词: antibiotics  iron oxide  adsorption  kinetics  pH  levofloxacin
基金项目:国家自然科学基金青年科学基金(42007103);河南省科技攻关项目(222102110048);河南省研究生教育改革与质量提升工程项目(HNYJS2020KC17);河南农业大学科技创新基金(KJCX2020A18);河南省大学生创新创业训练计划项目(202110466029)
作者单位E-mail
刘自超 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 450000  
任亚男 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 450000  
周文静 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 450000  
刘春晖 河南农业大学园艺学院, 郑州 450002  
李孜娴 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 450000  
杨金康 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 450000  
孙齐状 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 450000  
王龙 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 450000 hnndwanglong@163.com 
赵鹏 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 450000 zhpddy@163.com 
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中文摘要:
      通过批吸附动力学、等温吸附试验,并结合X射线光电子能谱(XPS)技术和衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATRFTIR),揭示不同pH下左氧氟沙星(LEV)在铁氧化物表面的吸附机制。结果表明:溶液pH对LEV在针铁矿表面的吸附影响较大,不同pH下,其吸附动力学更符合准二级动力学模型(R2>0.98)。在pH为4时,3 h左右达到吸附平衡,而在pH为8时,12 h达到吸附平衡,并且pH为4的吸附量约是pH为8的2倍。XPS和ATR-FTIR的结果一致表明,静电作用和化学吸附是其主要吸附机制,在低pH(pH为4)时,LEV在针铁矿表面主要以单核双齿形态被吸附,在高pH(pH为8)时,主要以双核双齿形态被吸附。在中间pH (pH为6)时,由于静电排斥作用,导致其吸附量最大。
英文摘要:
      Batch adsorption kinetics, adsorption isotherm experiments, X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) technology, and attenuated total reflection-fourier transform infrared spectroscopy(ATR-FTIR) were used in this investigation to gain insights into the levofloxacin (LEV) adsorption process on the surface of iron oxides at various pH values. Solution pH had a significant impact on LEV adsorption, and adsorption kinetics at different pH values were a good fit for the pseudo-second-order kinetic model(R2>0.98). At pH 4, adsorption equilibrium was reached in about 3 h, whereas it took 12 h at pH 8. The total amount adsorbed at pH 4 was almost twice of that at pH 8. XPS and ATR-FTIR results consistently indicated that electrostatic interaction and chemical adsorption were the main adsorption mechanisms. LEV was mainly adsorbed in bidentate binuclear form on the goethite surface at low pH(pH<6), and bidentate binuclear at high pH (pH>8). Adsorption capacity was greatest at intermediate pH(pH=6) due to electrostatic repulsion.
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