改性活性炭對水中全氟辛烷磺酸(PFOS)的去除研究.pdf

1、本文從粉末活性炭對新型污染物全氟辛烷磺酸(PFOS)的吸附入手,選取煤質(zhì)和椰殼活性炭為主要吸附劑,以表面化學(xué)改性和微波孔徑改性為主要改性手段,探討不同活性炭改性前后對目標污染物的吸附平衡性能及吸附動力學(xué)的變化情況;同時研究了目標有機污染物與腐殖酸(HA)在原炭及改性炭上的競爭吸附,結(jié)果發(fā)現(xiàn):
　　(1)由于材質(zhì),孔徑結(jié)構(gòu),表面含氧官能團等條件的不同,兩種活性炭對非極性污染物PFOS的吸附能力存在很大差別,且煤質(zhì)炭對PFOS的吸附能

2、力要高于椰殼炭對PFOS的吸附能力。煤質(zhì)炭經(jīng)不同濃度的堿(NaOH)改性后對PFOS的吸附能力提高,經(jīng)FeCl3及中功率微波改性后對PFOS的吸附能力下降;而經(jīng)中功率微波及 FeCl3改性后的椰殼活性炭對PFOS的吸附量有明顯的提高。活性炭對PFOS的吸附,受活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)及含氧官能團的共同影響,在吸附過程中哪個因素占主要還要看活性炭的物化性質(zhì)及目標污染物的物化特征。
　　(2)從動力學(xué)吸附實驗中看到,煤質(zhì)原炭對PFOS的吸附約

3、6h達到吸附平衡,而40％NaOH改性煤質(zhì)炭對PFOS的吸附約4h達到吸附平衡;對椰殼炭而言,椰殼原炭、中功率微波及FeCl3改性炭對PFOS的吸附均是約6h達到平衡。堿改性煤質(zhì)炭,微波及FeCl3改性椰殼炭可實現(xiàn)對PFOS的強化去除。
　　(3)原炭及改性炭對PFOS的吸附均符合Freundlich模型和Langmuir模型;對椰殼活性炭,相對而言Fe3+改性炭更符合Langmuir模型;但在添加HA的競爭吸附中,椰殼原炭及改性

4、炭對PFOS的吸附只符合Freundlich模型;用擬二級動力學(xué)模型能夠很好的對自配水體系中活性炭及改性炭對PFOS吸附進行擬合。
　　(4)腐殖酸(HA)與目標污染物在活性炭吸附上存在競爭吸附,且競爭吸附明顯。但在添加腐殖酸的條件下,60%NaOH改性煤質(zhì)炭較原炭仍有較強的吸附能力,微波及FeCl3改性椰殼炭較原炭對PFOS仍有較強的吸附能力。通過改性可以調(diào)控活性炭的微孔、中孔結(jié)構(gòu)分布及親水憎水官能團的含量,從而實現(xiàn)對目標污染物