水體中TiO2納米顆粒的分散穩(wěn)定性與常規(guī)工藝去除效果研究.pdf

1、TiO2納米顆粒(NPs,nanoparticles)因具有獨(dú)特的光催化、光電及優(yōu)良的吸收紫外線等功能而被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域中。然而,納米顆粒會(huì)通過(guò)直接或間接的方式釋放到多種環(huán)境介質(zhì)中,TiO2納米顆粒經(jīng)過(guò)在各環(huán)境介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化最終會(huì)進(jìn)入到地表水環(huán)境中,水環(huán)境的有機(jī)物、離子強(qiáng)度及pH等因素會(huì)影響納米粒子在水中的分散穩(wěn)定性并進(jìn)一步影響其毒性,對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境造成不可預(yù)計(jì)的潛在危害。因此,本課題研究了天然水體中TiO2納米顆粒的分散穩(wěn)定性

2、及常規(guī)給水處理工藝去除效果,考察了天然水體的pH、LAS及超聲處理對(duì)水環(huán)境中TiO2納米顆粒分散穩(wěn)定性的影響,并進(jìn)一步探討了混凝影響因素水力條件、沉淀時(shí)間、混凝劑投加量及水體pH對(duì)天然水體中TiO2納米顆粒去除效果的影響,還探究了濾速對(duì)過(guò)濾單元TiO2納米顆粒的截留效果的影響。研究天然水體中TiO2納米顆粒的分散穩(wěn)定性及常規(guī)工藝去除效果為了解水環(huán)境中TiO2納米顆粒的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律提供參考依據(jù),也為保障飲用水安全方面提供了依據(jù)。
　

3、　論文對(duì)TiO2納米顆粒的形貌特點(diǎn)及零電荷點(diǎn)進(jìn)行表征,得到納米TiO2的零電荷點(diǎn)為5.6。天然水體中納米TiO2的分散穩(wěn)定性研究結(jié)果表明:不同濃度的LAS對(duì)TiO2納米顆粒的粒徑分布產(chǎn)生的效果不同,兩者呈不甚明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系;pH大小會(huì)影響TiO2納米粒子表面電荷的數(shù)量和性質(zhì)而影響其Zeta電位值,當(dāng)pH值沿著大于及小于零電荷點(diǎn)的方向增加,TiO2納米粒子的Zeta電位絕對(duì)值均增大;適當(dāng)?shù)某曁幚頃?huì)因超聲波的空化作用會(huì)改善TiO2納米粒

4、子在水中的團(tuán)聚現(xiàn)象,但較長(zhǎng)的的超聲時(shí)間反而使TiO2納米粒子因獲得超聲波能量而重新團(tuán)聚,本研究中TiO2儲(chǔ)備液在超聲條件為250W、10min時(shí)處于最佳分散狀態(tài)。
　　常規(guī)給水處理工藝的混凝單元在去除天然水體中不同濃度納米TiO2、濁度時(shí)均存在最佳且相同的混凝劑投量、最優(yōu)的水力條件,且在一定范圍內(nèi)去除效果隨著水體中納米TiO2濃度的增大而提高。在同一混凝條件下,濁度與TiO2納米顆粒的去除規(guī)律非常相近,水體中不同濃度納米TiO2、

5、濁度的最大去除率均達(dá)到95.0％~99.0%的范圍內(nèi);水力條件對(duì)納米顆粒的有效去除有較為明顯的影響,將水力條件控制為快速攪拌為250r/min、1min,慢速攪拌為100r/min、20min時(shí)為最優(yōu);TiO2納米顆粒及濁度的去除率隨著沉淀時(shí)間的增加而增加,且到達(dá)到某一時(shí)間點(diǎn)后隨著沉淀時(shí)間的延長(zhǎng)而呈穩(wěn)定態(tài)勢(shì);pH對(duì)濁度的去除效果影響較小,而對(duì)TiO2納米顆粒的Zeta電位及去除效果有明顯影響,調(diào)節(jié)pH使不同條件下納米TiO2的Zeta電