研究目的
研究四环素吸附于两种模型蒙脱石粘土(蒙脱土和锂蒙脱石)并在模拟阳光照射下悬浮于水溶液中的光转化行为。
研究成果
研究结果表明,蒙脱石黏土能通过路易斯碱催化的碱化机制显著增强四环素的光转化作用,从而促进自敏化单线态氧(1O2)的生成。该机制在钠离子交换黏土及较高pH条件下更为显著。这项研究为富黏土环境中四环素的环境归趋提供了新见解。
研究不足
该研究聚焦于四环素在模拟阳光照射下于蒙脱石黏土表面的光转化过程,但可能无法完全反映自然环境条件。实验条件(如采用氙灯模拟阳光及控制pH值)或难以体现自然体系的变异性与复杂性。
1:实验设计与方法选择:
通过批次实验比较了四环素在两种钠离子(Na?)、钾离子(K?)或钙离子(Ca2?)交换的模型蒙脱石粘土(锂蒙脱石和蒙脱石)上预吸附后,在模拟日光下水悬浮液中的光转化动力学与溶解态四环素的光转化动力学。
2:样品选择与数据来源:
四环素(纯度99%)购自美国加州圣布鲁诺国际实验室;蒙脱石(阳离子交换容量CEC=110 cmol/kg,中国浙江丰虹公司)和锂蒙脱石(CEC=73.4 cmol/kg,英国海名斯公司)用作吸附材料制备。
3:4 cmol/kg,英国海名斯公司)用作吸附材料制备。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:将含0.3克同离子粘土、0.015 mM四环素和5 mM磷酸盐缓冲液的200 mL溶液调节至pH 4、5、6或7,在配备水夹套的200 mL圆柱形反应器中以200 rpm磁力搅拌,通过循环水温度控制系统(DC0506,中国上海方瑞仪器有限公司)维持悬浮液温度为20±0.1°C。
4:3克同离子粘土、015 mM四环素和5 mM磷酸盐缓冲液的200 mL溶液调节至pH 6或7,在配备水夹套的200 mL圆柱形反应器中以200 rpm磁力搅拌,通过循环水温度控制系统(DC0506,中国上海方瑞仪器有限公司)维持悬浮液温度为20±1°C。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:在黑暗条件下吸附平衡72小时后取样测定四环素吸附量,随后用距离液面0.2米的50 W氙灯(CEL-HXF300,中国奥普特)进行光照。
5:2米的50 W氙灯(CEL-HXF300,中国奥普特)进行光照。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:四环素光转化过程最符合准一级动力学模型(R2>0.97),计算所得表观准一级速率常数(kTC)汇总于表1。
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tetracycline
International Laboratory
The subject of phototransformation study
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montmorillonite
Fenghong Inc.
Model smectite clay used in the study
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hectorite
Elementis
Model smectite clay used in the study
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xenon lamp
CEL-HXF300
AULTT
Used for simulating sunlight in phototransformation experiments
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recirculating water temperature control system
DC0506
Shanghai FangRui Instrument Co., Ltd.
Maintained the temperature of the suspension during experiments
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HPLC
Agilent
Used for analyzing the concentration of tetracycline and its phototransformation products
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HPLC-mass spectrometer
Sciex API 4000
Applied Biosystem
Used for determining tetracycline phototransformation products
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