溶液環(huán)境對(duì)金屬氧化物-水界面上NOM吸附過(guò)程中疏水效應(yīng)的影響研究.pdf

1、天然有機(jī)物(Natural Organic Matter，NOM)和金屬氧化物在自然水體中普遍存在。NOM是水中色、嗅、味的主要來(lái)源，也是水體污染的罪魁禍?zhǔn)字?；水中的金屬氧化物通常的存在形式為礦物，因能吸附水中NOM而成為它們的載體。在自然環(huán)境中，大部分NOM通過(guò)各種作用吸附到礦物顆粒表面，這種吸附受溶液的化學(xué)條件(如pH和離子強(qiáng)度)和NOM以及金屬氧化物等顆粒的性質(zhì)的影響。吸附了NOM后的礦物等膠體顆粒穩(wěn)定性增加，增加了水處理的難度

2、和混凝劑的用量；另外NOM與水中重金屬離子等微量污染物結(jié)合，延長(zhǎng)污染物在水體中的停留時(shí)間，增加重金屬離子等污染物處理的難度，影響了它們?cè)诃h(huán)境中的形態(tài)、遷移、轉(zhuǎn)化和生物有效性及毒性；水中NOM的存在還能造成膜污染、產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物、造成管網(wǎng)的二次污染等，危害十分嚴(yán)重。由于水中NOM的一系列對(duì)水體和水處理工藝的影響，它的有效去除成為水化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要問(wèn)題。由此，研究清楚水中NOM和金屬氧化物間的相互作用機(jī)理是十分必要的，這樣不僅可以有效的去

3、除水中NOM，防止水污染的發(fā)生，也可以完善水處理工藝過(guò)程，提高水處理的效率。
　　 本文在課題組研究人員之前的研究基礎(chǔ)上，針對(duì)水中溶解性有機(jī)物腐殖酸與金屬氧化物顆粒納米α-Fe2O3之間的吸附行為，采用TOC測(cè)試、傅里葉紅外光譜分析、熱重分析等實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段，重點(diǎn)研究了溶液中pH值和離子強(qiáng)度Ⅰ對(duì)腐殖酸在納米α-Fe2O3顆粒/水界面上吸附的吸附密度變化、吸附后納米α-Fe2O3-腐殖酸復(fù)合體的親疏水性變化以及腐殖酸大分子本身官能團(tuán)

4、種類和含量的變化三方面的影響，根據(jù)吸附密度曲線、熱失重曲線、紅外光譜圖，討論了腐殖酸在納米α-Fe2O3顆粒/水界面上的吸附密度、吸附后復(fù)合體的親疏水性以及腐殖酸分子本身官能團(tuán)種類和含量隨pH值和離子強(qiáng)度Ⅰ的變化規(guī)律，以及上述三方面的相互影響，從而探討了不同溶液環(huán)境對(duì)吸附過(guò)程中疏水效應(yīng)的影響。采用熱重分析的結(jié)果表明當(dāng)離子強(qiáng)度為定值時(shí)，pH值從7變到12的過(guò)程中，納米α-Fe2O3顆粒上吸附腐殖酸后形成的復(fù)合體的親疏水性隨著pH值的升高有

5、兩種變化趨勢(shì)：一是，當(dāng)離子強(qiáng)度為0、0.005、0.01和0.05mol/kg，隨著pH的升高復(fù)合體的親水性先減小后增大，疏水性先增大后減??；二是，當(dāng)離子強(qiáng)度為0.001mol/kg，隨著pH的升高復(fù)合體的親水性降低，疏水性增強(qiáng)。當(dāng)溶液中pH值為定值時(shí)，隨著離子強(qiáng)度Ⅰ的增加，納米α-Fe2O3-腐殖酸復(fù)合體表現(xiàn)出的親、疏水性交替變化的規(guī)律。應(yīng)用紅外光譜分析法對(duì)復(fù)合體的親疏水性變化進(jìn)行了分析，研究表明對(duì)吸附后納米α-Fe2O3-腐殖酸復(fù)合