本发明涉及化学吸附，具体涉及一种水稻秸秆生物炭吸附剂及其制备方法与应用。
背景技术：
1、近年来，全球抗生素使用量的上升加剧了抗生素抗性基因(arg)的进化和传播，抗生素可通过农业排放、医疗废物处理、动物粪便等途径进入土壤和水体，且很难被消费者代谢，随排泄物释放到环境中，产生多重耐药细菌和基因影响生态系统平衡。氟苯尼考(florfenicol)作为一种广谱抗菌药，已成为我国最常用的五种抗生素之一，广泛用于控制水产畜牧业中的多种细菌性疾病。伴随着全球畜牧业的快速发展，氟苯尼考的不规范使用导致其大量残留在环境中，对水生生物产生毒性影响，破坏水生态系统平衡。因此，环境中氟苯尼考的去除至关重要。
2、目前，最常见的方法包括物理法、化学法和生物法。其中，吸附法作为一种物理方法，因其高效、廉价、能量需求低且没有副产物等特点而被广泛使用。在众多吸附剂中(碳纳米管、矿物材料、金属有机框架、生物聚合物和生物炭等)，生物炭是通过农业废弃物等生物质原料在氧气有限的环境中加热和碳化制得，作为一种碳质材料，因其表面具有多孔结构和丰富的官能团，常常通过孔隙填充，静电相互作用，氢键、疏水效应和π-π相互作用等吸附机制，来去除水环境中的重金属离子。然而，现有的生物炭对氟苯尼考的吸附效果却不够理想。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供一种水稻秸秆生物炭吸附剂及其制备方法与应用，与常规方法制备的生物炭相比，能够提高对抗生素氟苯尼考的吸附效果。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、本发明提供了一种水稻秸秆生物炭吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、原料处理：将水稻秸秆水洗，干燥，粉碎，得水稻秸秆粉末；
5、s2、浸渍活化：将氢氧化钾和水稻秸秆粉末溶于水中搅拌；
6、s3、碳化反应：浸渍活化后的水稻秸秆粉末干燥，然后在保护气体下煅烧；
7、s4、洗涤分离：将碳化后的材料酸化，并水洗至洗涤液为中性，干燥研磨后制得炭材料；
8、s5、浸渍改性：将炭材料溶解分散于水中，然后加入水合肼和氨水溶液，随后将所得混合溶液加热搅拌，最后水洗至洗涤液为中性，收集固体，干燥研磨后制得水稻秸秆生物炭吸附剂。
9、作为优选的技术方案，所述步骤s2中，氢氧化钾和水稻秸秆粉末的质量比为1-3：5。
10、作为优选的技术方案，所述步骤s3中，煅烧温度为600-1000℃，煅烧时间为1-4h。
11、作为优选的技术方案，所述步骤s5中，氨水和水合肼与炭材料的质量比为25：50：1。
12、作为优选的技术方案，所述步骤s5中，加热搅拌温度为80-100℃。
13、本发明还提供了一种水稻秸秆生物炭吸附剂，由所述的水稻秸秆生物炭吸附剂的制备方法制备。
14、本发明还提供了所述的水稻秸秆生物炭吸附剂作为吸附剂在吸附水体中氟苯尼考的应用。
15、本发明的有益效果在于：
16、本发明通过研究发现，常规方法制备的生物炭(kbc)含有大量羟基(-oh)和羧基(-cooh)，这些极性较强的官能团在水中能够形成氢键，赋予生物炭表面较高的亲水性。重金属通常以阳离子形式存在，与带负电荷的羟基和羧基之间会发生静电吸引，有利于吸附。此外，重金属离子与羟基或羧基之间形成的配位键比一般物理吸附力更强，可以更牢固地将重金属离子固定在生物炭表面。
17、然而，常规方法制备的生物炭(kbc)对氟苯尼考的吸附效果却不够理想，分析原因应该是氟苯尼考分子中非极性基团较多，当生物炭结构中充满羟基(-oh)和羧基(-cooh)等极性基团时，对氟苯尼考的吸附会减弱。而本发明制备的水稻秸秆生物炭吸附剂(r-kbc)与常规方法制备的生物炭(kbc)相比，通过水合肼和氨水还原去除了羟基和羧基等极性含氧基团，增加氟苯尼考与吸附剂间结构相适性，进而促进对氟苯尼考的吸附效果。此外，r-kbc形成大量微孔结构，比表面积增大，生成了大量的吸附位点，进一步提高了对氟苯尼考的吸附效果。
1.一种水稻秸秆生物炭吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水稻秸秆生物炭吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，氢氧化钾和水稻秸秆粉末的质量比为1-3：5。
3.根据权利要求1所述的水稻秸秆生物炭吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，煅烧温度为600-1000℃，煅烧时间为1-4h。
4.根据权利要求1所述的水稻秸秆生物炭吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中，氨水和水合肼与炭材料的质量比为25：50：1。
5.根据权利要求1所述的水稻秸秆生物炭吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中，加热搅拌温度为80-100℃。
6.一种水稻秸秆生物炭吸附剂，其特征在于：由权利要求1至5任意一项所述的水稻秸秆生物炭吸附剂的制备方法制备。
7.权利要求6所述的水稻秸秆生物炭吸附剂作为吸附剂在吸附水体中氟苯尼考的应用。
