背景介绍
环丙沙星是水体中常见的氟喹诺酮类抗生素，残留难自然降解，会推动耐药性传播，危害生态与人类健康，亟需有效去除技术。吸附法因工艺简单、安全高效成为主流去除技术，而多孔石墨烯作为新型吸附剂，虽具备高比表面积等优势，却存在反应位点单一、疏水性过强等不足。氮硫共掺杂策略可改善吸附剂分散性与表面性质，双金属修饰能增强协同作用，基于此，开发兼具高吸附性能与稳定性的双金属氮硫共掺杂多孔石墨烯用于水体中环丙沙星的高效去除具有重要现实意义。
文章亮点
1. 采用简便局部燃烧策略，以硫酸铵为氮硫前驱体，一步制备出磁性双金属氮硫共掺杂多孔石墨烯复合材料，克服了多孔石墨烯反应位点单一、疏水性过强的缺陷；
2. 上述材料对环丙沙星吸附量达94.83mg/g，超顺磁易分离，循环5次仍保持83.94% 的吸附量，实际水样中环丙沙星的去除率84.99%-95.15%，性能优异；
内容介绍
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
1.2.1 吸附剂的制备
1.2.2 吸附实验
取（6.0±0.2）mg吸附剂与6 mL含CIP的待测溶液置于玻璃反应瓶中，在298 K恒温条件下以200 r/min的转速进行振荡吸附。反应完成后采用磁分离技术收集上清液，经滤膜过滤后，使用紫外-可见分光光度计测定溶液浓度。所有吸附实验均设置3个平行样以确保数据可靠性。2 结果与讨论
2.1 材料的表征
2.1.1 TEM
材料的微观形貌分析显示（图2a），Fe/Ni-N/S-PG具有典型的石墨烯层状褶皱和丰富的表面孔隙，金属纳米颗粒均匀分布于基底上。
2.1.2 XRD
图2c结果显示，PG的XRD图谱相较于标准石墨材料图谱，PG在21.82°处出现的（002）晶面衍射峰明显宽化，这一变化既源于GO还原过程中产生的结构缺陷，也与PG材料特有的多层不规则堆叠结构相关[17]。2.1.3 BET
N2吸脱附测试证实Fe/Ni-N/S-PG具有优良的多孔特性（图2d）。Fe/Ni-N/S-PG比表面积达161.1 m²/g，孔径集中分布在8.26 nm附近，孔体积为0.108 cm³/g（表1）。
2.2 吸附动力学
通过构建拟一级、拟二级动力学及颗粒内扩散模型，深入探究Fe/Ni-N/S-PG吸附CIP的过程特征，重点解析吸附行为的动力学机制及可能的速率控制环节。2.3 吸附等温线
为深入解析Fe/Ni-N/S-PG与CIP间的吸附作用机制，本研究采用Langmuir、Freundlich和Temkin这3种经典等温模型进行系统分析。2.4 吸附热力学
热力学分析结果如表4所示。根据拟合数据，ΔG、ΔS、ΔH均为负，表明吸附过程是自发的可逆放热反应。值得注意的是，随着温度升高，ΔG绝对值呈现递减趋势，这一现象说明升高温度不利于吸附过程的进行[24]。
2.5 pH的影响
溶液pH值作为吸附过程的关键调控因素，通过双重作用机制影响吸附性能：一方面调控吸附剂表面电荷分布及活性位点状态，另一方面决定被吸附分子的电离程度[20]。2.6 盐浓度的影响
3 结论
本研究采用燃烧法，以硫酸铵作为双功能氮硫前驱体，成功制备了具有良好分散特性的Fe/Ni-N/S-PG复合材料，并系统考察了其对环境水体中CIP的去除性能。热力学分析表明，该吸附过程为自发放热且可逆的过程，其吸附行为符合等温模型和准二级动力学模型。对比实验显示，在相同条件下，Fe/Ni-N/S-PG对CIP的吸附量（qe=94.83 mg/g）优于未改性的Fe/Ni-PG。结合Zeta电位和BET比表面积测试结果，推测其吸附机制主要涉及静电吸引、孔隙填充效应和π-π电子供体-受体相互作用。经过5次吸附-脱附循环后，材料仍保持优异的稳定性，在实际环境水样处理中也展现出理想的去除效率，表明该材料在废水处理领域具有广阔的应用前景。
通讯作者介绍
陈佳
个人简介
主要研究方向
1. 色谱分离新材料；
2. 多孔骨架材料在样品处理中的应用；
3. 纳米酶的绿色合成、传感分析及抗菌研究；
4. 纳米光学传感体系的构筑及应用。近五年代表作
1. Jing He，Jia Chen*，Yongxing Sun，Zijie Li，Huifeng Liu，Juanjuan Wang, Weiqun Shi, Hongdeng Qiu*. Nano Research, 2025, DOI: 10.26599/NR.2025.94907856.
2. Mingxia Sun, Jia Chen*, Ting Zhang, Wei Xu, Jing He, Yunyun Zhang, Huifeng Liu, Shuang Zhang, Juanjuan Wang, Xin Li, Yali Yang, Hongdeng Qiu*. Chemical Science, 2025, 16: 11858.
3. Yuqing Wei, Yali Yang, Chao Zhong, Chen Shen, Shuaishuai Wang, Jia Chen*, Hongdeng Qiu*. Analytical Chemistry, 2025, 97: 14121.
4. Yunyun Zhang, Jia Chen*, Qifang He, Jing He, Wei Xu, Mingxia Sun, Hongdeng Qiu*. Nano Letters, 2025, 25: 7665.
5. Huifeng Liu, Yongrui He, Jia Chen*, Xiaoqing Qu, Jing He, Xuwei Chen*, Jianhua Wang, Hongdeng Qiu*.Chemical Science, 2024, 15: 18818.团队介绍
课题组面向我国人口健康与资源可持续发展的重大需求，主要围绕西北特色药用植物资源和关键战略金属资源等分离分析过程的关键科学问题和技术难题，发展色谱分离新材料，建立传感分析新方法，解决复杂样品中相似组分的高效分离与痕量组分的高灵敏检测难题。
