氧化石墨烯薄膜去除水体中抗生素的研究进展

素迫在眉睫。吸附法作为常用的水处理方法之一，具有去除效率高、适用性广等优点，因此去除水体抗 生素残留的关键是开发新型高效的吸附剂。近年来，氧化石墨烯因具有优异的吸附性 、无毒、

单等优 为重 的抗生素吸附剂。 了石墨烯 去除水体残留抗生素的 究进展。关键&：抗生素；吸附法；氧化石墨烯；薄中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1004-275X（2020）003-013-02Research progress of graphene oxide-based membrane for antibiotics removal from waterZheng Jiaji*, Zheng Youwei, Zhu Gen, Li Haitao*(School of Chemistry and Materials Science, Jiangsu Normal University, Jiangsu Xuzhou 221116)△匕：曲玄&: The abuse of antibiotics leads to water pollution, which seriously endangers ecological safety and human health, There are various methods to remove residual antibiotics in water, Among them, the adsorption method has broad prospects because of its high removal efficiency and wide applicability, Therefore, it is urgent to develop new high-efficiency filtration materials to remove residual antibiotics in

water, among which the development of new adsorbents is the key to high efficiency adsorption treatment,

In recent years, GO has become an important antibiotic adsorbent due to its excellent adsorption properties

and facile preparation. This article focuses on the research progress of graphene oxide-based membrane for antibiotic removal&:antibiotics % adsorption method % graphene oxide % thin membrane抗生素是一降 生 性的 剂， 够用人类 。发 素用抗 染，究人 了大的抗生素 用 染 叫抗生素因抗效果

广 用，是生体 全用抗生素，导致大抗生素 生态 ：。 、 和院 ，的 用的抗生素， 残留水， 水， 用水处理厂。大的污水处理 全去除抗生素，导致人类 用水 有抗生素残留， 大威胁人体健康叫 因此，开发高效的水体抗生素残留的吸 附料 重。 氧化石墨烯薄膜抗生素的吸附研究进展。具有机械性 、水通量大、过滤效率高等诸优点，在水污染处理方引起广关注。歩 氧化石墨烯 因具有独特的理化性质，为新兴的高效抗生素吸附滤 冋，为增大吸附容和 提高抗生素的去除效率提供了新的契机。2氧化石墨烯简介与它 料相比，氧化石墨烯（GO）具有良的润湿性和 性，且 小子或聚 插层剥离，在改善料的热学、电学和 学等综合性方发挥着非常重的作用兀 原子层GO具有良 的亲水性， 在水全分散拥有极大的比 积和 性；有丰富的氧官能团， 易于功化，胃直接与介质料发生静电吸附或键作用，从而 获得稳定的复 结构；GO具有类似 性剂子的组装 ， 在平整的固体 自组装形连续的层纸状薄 冈。因此，用 GO 的薄具有较高的吸附性和稳定性，歩 与抗生素的有机官团之间存在四 的吸附相互作用：抗生素 子与GO芳 的!-! 积相 互作用、GO的 或 与 离子的氢键作用、 抗生素子与GO 水团的相互作用 在不pH 抗生素子与 的静电相互作用。

-13 -1 常见的吸附方法去除水体抗生素的方法有 ，歩吸附法 为 咼效，在去除水体残留抗生素方 具有大 。究， 石、性、 、 生 等 吸附剂在去除水抗生素方面效 著〔I。近几十年来，石墨烯 料、聚 粒子等 料出优异的吸附性, 广 用去除水体中抗生素叫 离技术日趋成熟， 料薄2020年3月云南化工Mar.2020第47卷第3期Yunnan Chemical TechnologyVo1.47,No.3因此，上述吸附机制促使GO膜对抗生素分子具 有高效的吸附性能。3 GO膜对抗生素的吸附进展原始石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯 的化学结构不同，导致它们对抗生素的吸附能力 也不同，在去除抗生素的性能方面也表现出明显 差异。Chen等人的研究表明，不同功能化、pH 和离子强度对石墨烯表面吸附磺胺甲恶h的影响 不同，具有不同官能团的石墨基材料，其最大吸

附能力为：原始石墨烯(239.0 rng-g01) ＞氨基化 石墨烯(40.6 mg・gT) ＞竣基化石墨烯(20.5 mg- g01) ＞Z基化石墨烯11.5 mg •g01)798。此外，通过 比较 不同生 和石墨烯对 抗生素的吸 附能力，现石墨烯对抗生素的吸附度最，

去除咼 100%:石墨烯抗生素的吸附通过用和辅助吸附实现，包括氢 相 用、 相 用、 相 用和孔7108。Gao等人利用抗生素与GO的!-!相

用 离子-! 用去除 抗生素，现 GO 对 素、 素和强力 素的最高吸 附量分别达到 313 mg/g, 212 mg/g 和 398 mg/g, 具有十分异的吸附去除性能7118。Liu等人通过 性 氧化石墨烯 制出 膜(GO/AC)，考察其对 素的去除能力。结 表明， 度约15 \"m的膜对 素的去除高98.9%,和吸附高 349.4 mg/g， 膜使用。通过表 现，ACGO ， 有 团 GO的 AC ，U 为3~10 nm)，为 通过 通 7128oYang等人在GO(MWCNT) 功能化3D 膜(PDDA-MWCNTs/GO)，膜厚度约 4.26 \"m，具有

的 通 ， 通过 相 用实现对盐酸四环素的高效吸附率(99.23%)，水通量 为5.12 L/(m2 • h • bar) o此外， 性 膜在过 7 ， 出现明显 ，表现出优异的 使用性能7138。4总结述 石墨烯基膜在吸附去除抗生素方

面的研究 ，对GO膜 抗生素分子 的相互作用机 行了归总结。石墨烯基膜在去除水污染方面具有潜在的重大应用，但其在实际 境治领域面临着 挑战。因此，我们需要不断克服困难， 技术，将石墨烯基膜更好地投于实际应用。-14-参考文献：[1] Gaudin V. Advances in biosensor development for the screening

of antibiotic residues in food products of animal origin-A com­prehensive review [J]. Biosensors and Bioelectronics, 2017, 90:

363-377.[2] Gothwal R, Shashidhar T. Antibiotic pollution in the environ­

ment: a review [J]. Clean-Soil, Air, Water, 2015, 43 (4): 479­

489.73] Homem V, Santos L. Degradation and removal methods of antibi­

otics from aqueous matrices -a review [J]. Journal of Environ­

mental Management, 2011, 92(10): 2304-2347.[4] Priya S S, Radha K V. A review on the adsorption studies of te­

tracycline onto various types of adsorbents [J]. Chemical Engi­neering Communications, 2017, 204(8): 821-839.[5] Mousavi S A, Janjani H. Antibiotics adsorption from aqueous

solutions using carbon nanotubes: a systematic review [J]. Toxin Reviews, 2018: 1-12.[6] Li M, Liu Y, Zeng G, et al. Graphene and graphene -based

nanocomposites used for antibiotics removal in water treatment: a review[J]. Chemosphere, 2019, 226, 360-380.[7] Loh K P, Bao Q, Eda G, et al. Graphene oxide as a chemically

tunable platform for optical applications [J]. Iature Chemistry, 2010, 2(12): 1015.[8] Dikin D A, Stankovich S, Zimney E J, et al. Preparation and

characterization of graphene oxide paper [J]. Nature, 2007, 448 (7152): 457-460.[9] Chen H, Gao B, Li H. Functionalization, pH, and ionic strength

influenced sorption of sulfamethoxazole on graphene [J]. Journal

of Environmental Chemical Engineering, 2014, 2(1): 310-315.[10] Peng B, Chen L, Que C, et al. Adsorption of antibiotics on

graphene and biochar in aqueous solutions induced by !-! in- teractions[J]. Scientific Reports, 2016, 6: 31920.[11] Gao Y, Li Y, Zhang L, et al. Adsorption and removal of tetra­

cycline antibiotics from aqueous solution by graphene oxide[J].

Journal of Colloid and Interface Science, 2012, 368 (1): 540—546.[12] Liu M, Liu Y, Bao D, et al. Effective removal of tetracycline

antibiotics from water using hybrid carbon membranes[J]. Sci­

entific Reports, 2017, 7: 43717.[13] Yang G, Bao D, Zhang D, et al. Removal of antibiotics from

water with an all -carbon 3D nanofiltration membrane [J]. Nanoscale Research Letters, 2018, 13(1): 146.收稿曰期：2020-02-08基金项目：江苏省大学生实践创新训练计划(201810320073Z) 作者简介：郑佳佳(1999-)，女，江苏连云港人，大学生，研究方 向：环境污染物快速分析。通讯作者：李海涛(1969-)，男，教授，江苏徐州人，博士，

研究方向：复合膜制备和环境污染处理：