氨基類(lèi)吸附劑去除水源水中天然有機(jī)物的機(jī)理研究.pdf

1、天然有機(jī)物(NOM)是動(dòng)植物在腐敗過(guò)程中分解產(chǎn)生的有機(jī)物，廣泛存在于天然水體和土壤中。水中NOM的存在可引起一系列環(huán)境和健康問(wèn)題，因此，水中NOM去除越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
　　 氨基類(lèi)吸附劑對(duì)水中NOM具有良好的去除性。本論文以實(shí)驗(yàn)室合成的聚苯胺(PAN)和磁性氨基納米顆粒(Fe3O4@SiO2-NH2)為吸附劑，研究其對(duì)水源水中NOM(腐殖酸(HA)、單寧酸(TA)為處理對(duì)象）的去除效果，溶液初始濃度、吸附時(shí)間、溶液pH、離

2、子濃度等各種因素對(duì)吸附的影響。通過(guò)關(guān)聯(lián)吸附實(shí)驗(yàn)分析和吸附劑表征，對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行探究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究得到以下幾點(diǎn)：
　　 PAN對(duì)TA、HA的吸附：
　　 (1)通過(guò)化學(xué)合成法合成PAN材料。材料比表面積29.97m2/g，粒徑80～120nm，等電點(diǎn)5.8，PAN所帶胺基以亞胺鹽態(tài)存在。
　　 (2)PAN對(duì)TA、HA具有良好的吸附性。實(shí)驗(yàn)條件下，PAN對(duì)TA、HA的最大吸附量分別為117.6mg/g和115.0m

3、g/g，且在300～400min內(nèi)，基本達(dá)到吸附平衡。PAN對(duì)TA、HA的吸附等溫線(xiàn)可用Langmuir方程很好的擬合，吸附為單層化學(xué)吸附。PAN對(duì)TA、HA的吸附為吸熱反應(yīng)，吸附自由能DG°＜0，說(shuō)明PAN對(duì)TA、HA的吸附可自發(fā)進(jìn)行。不同濃度下、HA和TA的吸附動(dòng)力學(xué)均符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，且吸附速度隨濃度的增加而降低。
　　 (3)pH對(duì)吸附量的影響明顯。實(shí)驗(yàn)條件下，PAN對(duì)TA的最大吸附量出現(xiàn)在pH5.8，pH＞5.8時(shí)，

4、隨著pH的增大，吸附量急劇下降；PAN對(duì)HA的吸附隨著pH的增大而逐漸下降。溶液中鹽離子能促進(jìn)吸附的發(fā)生，實(shí)驗(yàn)中不同離子對(duì)吸附的影響大小順序?yàn)镃a2+＞K+≈Na+。
　　 (4)以NaOH為脫附劑，可對(duì)已吸附HA、TA進(jìn)行有效脫附。再生3次后，其吸附量不再有明顯下降，對(duì)HA、TA保持較好的吸附性，具有良好的脫附再生性。
　　 Fe3O4@SiO2-NH2吸附TA:
　　 (1)Fe3O4@SiO2-NH2材料以

5、Fe3O4為核，二氧化硅為殼，氨基成功嫁接在材料表面，氨基比重約為9.24％，平均粒徑17.9nm，材料具有良好的磁分離性，可快速磁分離。
　　 (2)實(shí)驗(yàn)條件下，F(xiàn)e3O4@SiO2-NH2對(duì)TA的最大吸附量為158.9mg/g，吸附等溫線(xiàn)符合Langmuir方程。不同溫度下，Langmuir分離系數(shù)RL小于1，說(shuō)明TA在Fe3O4@SiO2-NH2上的吸附為有利吸附。TA在Fe3O4@SiO2-NH2上的吸附較快，300mi

6、n內(nèi)己基本達(dá)到吸附平衡，且不同吸附濃度下的動(dòng)力學(xué)均符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。吸附過(guò)程中，邊界層擴(kuò)散對(duì)TA的吸附有一定的影響。
　　 (3)pH對(duì)吸附的影響明顯。實(shí)驗(yàn)條件下，隨著pH的增大，吸附量呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，其最大吸附量出現(xiàn)在pH6.0。溶液中離子(Na+、K+、Ca2+)能促進(jìn)吸附的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中，以Ca2+的影響最為明顯。
　　 (4)使用1MHC1為脫附劑，可實(shí)現(xiàn)TA的脫附再生，再生3次后，吸附量不再有明顯降低，約為