响应面优化酸化赤泥的制备及其吸附环丙沙星的研究

为了提高赤泥的资源化利用和降低抗生素对环境的危害,以拜耳法赤泥为原料,以硫酸酸化时间、搅拌速率、赤泥添加浓度为自变量,以环丙沙星的吸附量为响应值建立响应面优化模型。利用Box-Behnken实验设计方法,确定酸化赤泥制备的最佳条件。采用扫描电镜、比表面积、X射线衍射以及能量色散X射线光谱分析对酸化赤泥进行表征。另外,研究了酸化赤泥吸附环丙沙星的影响因素和热力学函数。研究结果表明,赤泥添加浓度5 g/L、0.5 mol/L硫酸调节体系pH取6.0、100 r/min转速下搅拌9.18 h,得到的酸化赤泥在140 min内对30 mg/L浓度的环丙沙星吸附量达到最大4.84 mg/g。与赤泥相比,酸化赤泥的比表面积由10.96 m~2/g增加到17.44 m~2/g,内部平均孔径由40.93 nm增大为45.41 nm,有效活性物质由2.05%增加到19.04%,有效增强了酸化赤泥的吸附性能。酸化赤泥的吸附性能还与反应体系温度、pH值以及酸化赤泥的添加浓度等因素有关。