L-半胱氨酸修饰秸秆纤维吸附水体中磺胺甲恶唑行为研究：XPS定性分析和DFT定量计算

作者：曾昊; 苏耀明; 王昕颖; 周倩雅; 郑刘春^*

来源：环境科学学报, 2023, 43(08): 86-95.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2023.0042

• 秸秆纤维
• 磺胺甲恶唑
• 吸附行为
• 定性分析
• 定量计算

通过碱化、醚化和接枝反应成功地研制了L-半胱氨酸修饰秸秆纤维(TNCS)，并开展材料的表征分析和吸附水体中磺胺甲恶唑(SMZ)的性能测试.同时，结合X射线光电子能谱(XPS)分析和密度泛函理论(DFT)计算具体揭示了TNCS的吸附行为机制.结果显示：pH值对TNCS的吸附性能影响较大，在pH=5时其最大理论吸附容量达到38.51 mg·g-1，吸附过程符合Langmuir吸附等温模型和伪二级动力学模型.此外，TNCS具有良好的抗干扰吸附性能和循环再生性能.XPS分析定性地表明了TNCS结构中-NH-、-COOH和-SH基团发挥了重要的化学吸附作用，主要涉及氢键作用、路易斯酸碱中和反应和π+-πEDA相互作用；从不同吸附位点的结合能和电势密度的角度，DFT计算定量地阐明了TNCS的基团与不同形态的SMZ(SMZ+、SMZ0和SMZ-)的作用关系，即当吸附SMZ+时—NH—发挥最主要的作用，而当吸附SMZ0和SMZ-时—COOH的作用最稳定.

• 单位
  华南师范大学; 生态环境部华南环境科学研究所