Adsorption behavior and mechanism of chloramphenicols, sulfonamides, and non-antibiotic pharmaceuticals on multi-walled carbon nanotubes

吸附 弗伦德利希方程 化学 碳纳米管 离子强度 取代基 表面电荷 活性炭 化学工程 有机化学 水溶液 物理化学 工程类
作者
Heng Zhao,Xue Liu,Zhen Cao,Yi Zhan,Xiaodong Shi,Yi Yang,John L. Zhou,Jiang Xu
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier]
卷期号:310: 235-245 被引量:372
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2016.02.045
摘要

The adsorption behavior of different emerging contaminants (3 chloramphenicols, 7 sulfonamides, and 3 non-antibiotic pharmaceuticals) on five types of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), and the underlying factors were studied. Adsorption equilibriums were reached within 12h for all compounds, and well fitted by the Freundlich isotherm model. The adsorption affinity of pharmaceuticals was positively related to the specific surface area of MWCNTs. The solution pH was an important parameter of pharmaceutical adsorption on MWCNTs, due to its impacts on the chemical speciation of pharmaceuticals and the surface electrical property of MWCNTs. The adsorption of ionizable pharmaceuticals decreased in varying degrees with the increased ionic strength. MWCNT-10 was found to be the strongest adsorbent in this study, and the Freundlich constant (KF) values were 353-2814mmol(1-n)L(n)/kg, 571-618mmol(1-n)L(n)/kg, and 317-1522mmol(1-n)L(n)/kg for sulfonamides, chloramphenicols, and non-antibiotic pharmaceuticals, respectively. The different adsorption affinity of sulfonamides might contribute to the different hydrophobic of heterocyclic substituents, while chloramphenicols adsorption was affected by the charge distribution in aromatic rings via substituent effects.
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