氨基類吸附劑去除水源水中天然有機物的機理研究.pdf

1、天然有機物(NOM)是動植物在腐敗過程中分解產(chǎn)生的有機物，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)境和健康問題，因此，水中NOM去除越來越受到人們的關注。
　　 氨基類吸附劑對水中NOM具有良好的去除性。本論文以實驗室合成的聚苯胺(PAN)和磁性氨基納米顆粒(Fe3O4@SiO2-NH2)為吸附劑，研究其對水源水中NOM(腐殖酸(HA)、單寧酸(TA)為處理對象）的去除效果，溶液初始濃度、吸附時間、溶液pH、離

2、子濃度等各種因素對吸附的影響。通過關聯(lián)吸附實驗分析和吸附劑表征，對吸附機理進行探究。通過實驗研究得到以下幾點：
　　 PAN對TA、HA的吸附：
　　 (1)通過化學合成法合成PAN材料。材料比表面積29.97m2/g，粒徑80～120nm，等電點5.8，PAN所帶胺基以亞胺鹽態(tài)存在。
　　 (2)PAN對TA、HA具有良好的吸附性。實驗條件下，PAN對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)，基本達到吸附平衡。PAN對TA、HA的吸附等溫線可用Langmuir方程很好的擬合，吸附為單層化學吸附。PAN對TA、HA的吸附為吸熱反應，吸附自由能DG°＜0，說明PAN對TA、HA的吸附可自發(fā)進行。不同濃度下、HA和TA的吸附動力學均符合二級動力學方程，且吸附速度隨濃度的增加而降低。
　　 (3)pH對吸附量的影響明顯。實驗條件下，PAN對TA的最大吸附量出現(xiàn)在pH5.8，pH＞5.8時，

4、隨著pH的增大，吸附量急劇下降；PAN對HA的吸附隨著pH的增大而逐漸下降。溶液中鹽離子能促進吸附的發(fā)生，實驗中不同離子對吸附的影響大小順序為Ca2+＞K+≈Na+。
　　 (4)以NaOH為脫附劑，可對已吸附HA、TA進行有效脫附。再生3次后，其吸附量不再有明顯下降，對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)實驗條件下，F(xiàn)e3O4@SiO2-NH2對TA的最大吸附量為158.9mg/g，吸附等溫線符合Langmuir方程。不同溫度下，Langmuir分離系數(shù)RL小于1，說明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)己基本達到吸附平衡，且不同吸附濃度下的動力學均符合二級動力學方程。吸附過程中，邊界層擴散對TA的吸附有一定的影響。
　　 (3)pH對吸附的影響明顯。實驗條件下，隨著pH的增大，吸附量呈現(xiàn)先升后降的趨勢，其最大吸附量出現(xiàn)在pH6.0。溶液中離子(Na+、K+、Ca2+)能促進吸附的進行，實驗中，以Ca2+的影響最為明顯。
　　 (4)使用1MHC1為脫附劑，可實現(xiàn)TA的脫附再生，再生3次后，吸附量不再有明顯降低，約為