【摘要】 新生植物残渣是WPBFM合成的主要原料

湿地因其生态特性和功能而被广泛应用于污水处理和水体修复。然而，湿地每年产生大量的植物残渣，其处理面临着巨大的挑战。合成湿地植物基功能材料（WPBFM）已成为处理和回收湿地植物残渣的有前途的方法。这些功能材料已被证明能有效去除废水中的抗生素和染料等水污染物。本文全面综述了WPBFM的合成及其在水抗生素去除中的应用，并为未来湿地植物残渣的处理和回收利用研究提供了指导。

 

结果表明，新生植物残渣是WPBFM合成的主要原料。主要产物是生物炭及其复合材料、纤维素及其改性材料，它们分别通过缓慢热解和碱处理-漂白处理法合成。还讨论了WPBFM对水抗生素的去除途径和机理。最后，讨论了WPBFM 的合成和应用在抗生素去除方面所面临的挑战和前景。

 

图1 湿地植物生物质热解产物[1]

 

利用湿地植物残体合成WPBFM最常见的选择是生产生物炭和纤维素，它们也可以作为基础原料合成复合材料或改性材料，以提高对抗生素的去除能力。湿地植物基生物炭的主要生产方法是缓慢热解。生产过程受热解温度、升温速率、原料种类及成分、氧浓度、粒度和反应器条件的影响。湿地植物基纤维素的主要制备方法是碱处理-漂白处理。

 

碱溶液浓度、加热时间、温度和碱处理过程中的步骤数对纤维素的纯度有很大影响。WPBFM可以作为吸附剂有效去除四环素类、磺胺类和喹诺酮类药物。其吸附机理主要有孔隙填充、静电作用、表面复合物作用、氢键作用、π-π键作用和离子交换等。其中，静电作用和离子交换受pH和功能基团的共同影响，pH不同，功能基团也发生变化。

 

WPBFM较大的比表面积和孔隙数对孔隙填充效果有积极影响。湿地植物基生物炭与TiO2复合材料除了吸附作用外，还能通过TiO2的光催化作用氧化抗生素。光催化过程受入射光波长、TiO2晶体类型和TiO2粒径的影响。

 

然而，除了缓慢热解外，生物炭的生产方法还有很多，这些方法应该应用于WPBFM的合成。

 

应该利用湿地植物基生物炭和纤维素生产更多的磁性复合材料，这有助于使用过的WPBFM的回收和再生。可以将更多的光催化剂用于WPBFMs的生产，以扩大其在光催化降解更多抗生素方面的应用。此外，实际废水中可能含有多种抗生素或其他污染物。应更多地研究WPBFMs在实际废水处理中的应用。

 

生物炭可能含有一些有害成分，如重金属、多环芳烃（PAHs）和自由基。在使用前应进行初步毒性评估。最后，需要对WPBFMs的合成进行成本效益分析，以评估其在进一步研究中的性能和可行性。

 

[1]Fu T, Du L, Wu S, et al. Synthesis and application of wetland plant-based functional materials for aqueous antibiotics removal[J]. Science of The Total Environment, 2024, 908: 168214.

 

环境检测是科学指南针旗下综合性的检测技术服务平台，实验室分布南京、北京、上海、青岛等全国30余个城市，测试项目齐全包括但不限于常规理化项目、LCMS、GCMS、同位素、单糖组成、DOM（FT- ICR- MS）、水土抗生素等。其中环境实验室总部坐落于南京市，已取得检验检测机构资质认定CMA证书，国家标准、行业标准，一应俱全。此外，我们还拥有一批技术过硬、科研水平深厚的专业团队，为您提供全面、专业、高质量的环境检测服务。

 

免责声明：部分文章整合自网络，因内容庞杂无法联系到全部作者，如有侵权，请联系删除，我们会在第一时间予以答复，万分感谢。