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凌晨博士论文在ES&T发表
 
      最近,由凌晨、刘福强(第一通讯)、邢宝山(第二通讯)、李爱民等完成的研究论文“High Adsorption of Sulfamethoxazole by an Amine-Modified Polystyrene-Divinylbenzene Resin and Its Mechanistic Insight”在环境学科著名期刊Environmental Science & Technology上发表(ES&T 2016, 50, 10015−10023)。
      抗生素污染及其深度处理已受到国内外广泛关注。吸附技术由于简单、绿色、可循环回用等优势成为水体微污染物的深度处理技术优选。本团队刘福强教授和凌晨博士在公派访问美国University of Massachusetts (Amherst)大学邢宝山教授实验室期间,提出了一种基于氨基氢键作用吸附原理选择性去除磺胺类抗生素2016/10/9思路。该研究包括设计制备了不同系列化的氨基树脂,考查树脂氨基种类、含量和水环境pH对磺胺类抗生素吸附去除性能的影响规律,并通过引入竞争物和采用Raman、FTIR等表征技术深入阐明树脂与目标抗生素分子在微界面发生的作用机制。研究表明:氨基树脂对SMZ的吸附容量与树脂的伯氨基团含量呈线性正相关;树脂表面氨基与磺胺类抗生素分子的酸性-SO2NH-基团的pKa值接近(匹配),则树脂对该抗生素分子的亲和力越大;以磺胺甲恶唑(SMZ)为例,随着水溶液pH的不断升高,SMZ在氨基树脂上的吸附依次以SMZ0与树脂的-NH20基团间的氢键作用(regular H-bond)、SMZ0/SMZ-分别与树脂的-NH20/-NH3+间的氢键/静电作用、及SMZ-与-NH20基团间的氢键作用(Negative charge assited H-bond)为主导驱动力。基于这样的吸附机制,自合成的氨基树脂较商用阴离子交换树脂和活性炭对SMZ的吸附选择性更高。此外,率先通过拉曼显微镜揭示了SMZ在树脂球体不同横截面的分布情况,表明由于树脂的大孔结构,SMZ的吸附过程能较为均匀地发生在树脂的内外界面。此论文的研究结果将对适于典型抗生素高效去除的吸附剂理化结构设计提供理论指导。


 
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