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摘 要

氧氟沙星(OFX)作为第三代氟喹诺酮类抗生素的代表，被广泛应用，其使用后的残留物多以难降解的原药物形式排放进入环境，对人体健康及生态环境造成了较严重的危害，近年来渐渐引起了人们的关注。

研究表明，将废旧轮胎转化为活性炭是一种有效的回收方法，在降低活性炭吸附法处理抗生素废水工艺成本的同时，也解决了废旧轮胎处理这一世界性的环境问题，但目前国内外对该课题的研究却鲜有报道。

本实验研究考察了轮胎活性炭对水溶液中的氧氟沙星的吸附，深入讨论了温度对吸附的影响，并用数学模型（准一级动力学方程、准二级动力学方程、Langmuir吸附模型）描述了吸附过程。结果表明，温度与吸附容量呈正相关性，数据符合准二级动力学模型，吸附速率受化学吸附机理的控制；吸附过程符合Langmuir吸附模型。

关键词：氧氟沙星；轮胎活性炭；吸附动力学；吸附热力学

Effect of ofloxacin adsorption on tire activated carbon

Abstract

Ofxacin (OFX), as a representative of the third generation of fluoroquinolone antibiotics, is widely used. The residues of OFX after use are mostly discharged into the environment in the form of original drugs that are difficult to degrade, causing serious harm to human health and ecological environment. In recent years, OFX has gradually attracted people's attention.

The research shows that the conversion of waste tires into activated carbon is an effective recycling method. While reducing the cost of the activated carbon adsorption process for treating antibiotic wastewater, it also solves the environmental problem of waste tire disposal, which is a worldwide problem. However, there are few reports on this topic at home and abroad.

In this experiment, the adsorption of ofloxacin in aqueous solution by activated carbon of tire was investigated, the influence of temperature on adsorption was discussed in depth, and the adsorption process was described by mathematical models (quasi-first-order kinetic equation, quasi-second-order kinetic equation, Langmuir adsorption model).The results showed that temperature and adsorption capacity were positively correlated, the data were in accordance with the quasi-second-order kinetic model, and the adsorption rate was controlled by the mechanism of chemical adsorption.The adsorption process conforms to Langmuir adsorption model.

Key Words: Ofloxacin; Tire activated carbon; Adsorption kinetics; Adsorption thermodynamics

目录

摘 要 II

Abstract III

第一章 绪论 1

1.1 氧氟沙星的性质 1

1.1.1 氧氟沙星的理化性质 1

1.1.1 氧氟沙星的药理作用 1

1.2 氧氟沙星的环境归趋 1

1.2.1 抗生素污染来源及迁移途径 1

1.2.2 抗生素污染的危害 2

1.3 氧氟沙星处理技术 2

1.3.1 生物处理法 2

1.3.2 化学氧化法 3

1.3.3 高级氧化技术（AOPs） 3

1.3.4 活性碳吸附法 3

1.4 轮胎活性炭的发展背景 3

1.5 研究目的及内容 4

第二章 实验内容 5

2.1 实验试剂与设备 5

2.2 实验溶液配制 5

2.3 实验分析方法 5

2.4 实验步骤 7

第三章 实验结果 8

3.1 温度对轮胎活性炭吸附氧氟沙星的影响 8

3.2 吸附动力学研究 8

3.2.1 准一级动力学模型 9

3.2.2 准二级动力学模型 11

3.3 吸附热力学研究 12

第四章 总结与展望 15

参考文献 16

致谢 18

附录 19

第一章 绪论

1.1 氧氟沙星的性质

氧氟沙星(ofloxacin)，分子式为C₁₈H₂₀FN₃O₄，分子量为361.368。化学名称为(±)-9-氟-2,3-二氢-3-甲基-10-(4 -甲基-1-哌嗪基)-7-氧代-7H-吡啶并[1,2,3-de]-[1,4]苯并噁嗪-6-羧酸^[1],结构式如图2-1。

图2-1 氧氟沙星的结构式

1.1.1 氧氟沙星的理化性质

氧氟沙星为灰白色固体，密度1.48 g/cm³，熔点为270-2750 C，沸点为571.5 ºC at 760 mmHg^[1]。易溶于CH₃COOH，难溶于H₂O、CHCl₃等，不溶于C₄H₈O₂。

1.1.1 氧氟沙星的药理作用

氧氟沙星(OFX)作为一类广谱、高效抗菌的第三代氟喹诺酮类抗生素，对各种细菌，及支原体、部分厌氧菌皆有抑制其生长作用。目前氧氟沙星临床应用于预防及治疗因细菌引发的上呼吸道感染、胃肠道感染、泌尿系统感染等疾病^[2]。

1.2 氧氟沙星的环境归趋

1.2.1 抗生素污染来源及迁移途径

抗生素进入环境，对人体健康及生态环境造成了较严重的危害，近年来渐渐引起了人们的关注。目前全球的抗生素使用量逐年增长，在我国尤为显著，我国抗生素的年使用量约为15万吨到20万吨，占世界抗生素使用量的一半^[3]，对环境造成了巨大压力。

氧氟沙星(OFX)被广泛用于临床医疗和动物养殖中，其中仅有少部分被人体以及动物体吸收，而大部分抗生素通过废水、排泄物等方式，以原药物的形式排放到生活污水、养殖污水中，进而进入环境造成水体污染^[4]。

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