沼渣生物炭负载纳米铜复合材料的制备及其应用研究

【作者】 付敦； 陈铮； 夏东； 姜秀丽； 王远鹏； 李清彪；

【机构】 厦门大学环境与生态学院环境科学与工程系； 厦门大学化学与化工学院化学工程与生物工程系；

【摘要】 本研究以沼气工程副产物——沼渣为出发点,将其资源转化成具有环境效益的功能性材料。首次提出了沼渣生物炭负载纳米铜复合材料（ST-Cu）的制备过程,其有效地降解环境废水中高浓度四环素。结果表明在0.5 g/L复合材料,20 mM H₂O₂存在条件下,四环素的去除效率达97.8%（初始浓度200 mg/L）,采用气相色谱技术及TOC检测技术,结果表明大量的四环素转化为终产物二氧化碳,且矿化度达95%以上。脱附实验研究表明反应结束后10-16.8%的四环素和部分中间产物以及终产物氨氮被吸附在生物炭表面。BET, FTIR, SEM-EDS等表征结果证实其机理为大比表面积,表面官能团及铜释放有利于复合材料对四环素的吸附作用,而生物炭表面的自由基（半醌基等）的电子传递作用及Cu⁺/Cu²⁺与H₂O₂之间的氧化还原反应,加速了羟基自由基的形成（图1）。此研究为沼渣资源化及水体中典型抗生素去除上提供一种新的途径。更多还原