本文選題：PFOS　切入點(diǎn)：氨基化納米四氧化三鐵　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：全氟辛烷磺酸類化合物(Perfluorooctane Sulfonate,PFOS)是一類典型的全氟化合物,具有良好的熱、化學(xué)穩(wěn)定性。因其具有疏水、疏油的特性而被廣泛應(yīng)用在工業(yè)和民用產(chǎn)品的生產(chǎn)中,從而可以通過(guò)多種途徑進(jìn)入到各種環(huán)境介質(zhì)中,并通過(guò)食物鏈傳遞放大。研究表明工業(yè)廢水是環(huán)境中PFOS的主要來(lái)源。目前對(duì)PFOS的處理方法以化學(xué)去除和吸附處理為主。由于其在水體中含量不高,直接用化學(xué)法去除的效率較低,而吸附法對(duì)其只有相的轉(zhuǎn)移作用不能真正去除污染物,因此亟需尋找到合適的處理水中PFOS的方法。本研究提出通過(guò)尋找一種去除效率較高、可重復(fù)使用的吸附材料對(duì)PFOS進(jìn)行吸附-解吸作用從而得到污染物濃度較高的解吸液,再對(duì)解吸液進(jìn)行化學(xué)降解真正去除PFOS的思路。本文通過(guò)對(duì)氨基化納米四氧化三鐵材料制備條件進(jìn)行優(yōu)選,并對(duì)制備材料去除水中PFOS的效能進(jìn)行了考察,同時(shí)還考察了溶液pH值、共存離子對(duì)制備材料吸附性能的影響,初探吸附材料的吸附機(jī)理。本文還考察了制備材料對(duì)污染物的解吸回收率、材料重復(fù)次數(shù)已驗(yàn)證制備材料對(duì)PFOS實(shí)現(xiàn)富集濃縮的可能性和材料重復(fù)利用性。最后篩選出能夠降解解吸液中PFOS的化學(xué)方法。通過(guò)研究得到,在以100 mg磁性納米四氧化三鐵為原材料的情況下:對(duì)于有機(jī)硅烷化步驟,反應(yīng)環(huán)境由乙醇300 mL、去離子水100 m L組成,建議正硅酸乙酯投加量為2 mL;在氨基化修飾步驟中,建議制備條件為水/乙醇投加比為5/100且總體積為160 m L,APTS投加量為8 mL,溶液pH等于5。吸附材料吸附、解吸試驗(yàn)表明:吸附材料能夠有效去除水中PFOS。在酸性條件下有較高的去除率,當(dāng)溶液pH等于4時(shí)去除率可達(dá)95%;氯離子、硝酸根、硫酸根的存在對(duì)吸附PFOS無(wú)影響,并且吸附材料對(duì)污染物有著較高的吸附回收率和重復(fù)利用性。吸附材料作用機(jī)制初步探究表明:氨基化納米四氧化三鐵對(duì)PFOS的吸附以靜電吸附為主,同時(shí)還有疏水作用和膠束半膠束作用。解吸液處理方法結(jié)果表明:亞硫酸鹽/UV還原體系能夠較好的去除PFOS并對(duì)其有一定的脫氟率。在一定反應(yīng)條件下,對(duì)PFOS的去除率可達(dá)95%,脫氟率為74%。
[Abstract]:Perfluorooctane Sulfonate PFOSs are typical perfluorofluorides with good thermal and chemical stability. They are widely used in the production of industrial and civil products because of their hydrophobic and oil-repellent properties. In order to enter into various environmental media through a variety of channels, The results show that industrial wastewater is the main source of PFOS in the environment. At present, chemical removal and adsorption are the main treatment methods for PFOS. The removal efficiency by chemical method is relatively low, but the adsorption method can not remove pollutants by phase transfer. Therefore, it is urgent to find a suitable method to treat PFOS in water. The reused adsorbent material adsorbed and desorbed PFOS to obtain the desorption solution with high pollutant concentration. Then the idea of removing PFOS by chemical degradation of desorption solution was given. In this paper, the preparation conditions of amino nano ferric tetroxide were optimized, and the efficiency of PFOS removal in water was investigated, and the pH value of the solution was also investigated. The effect of coexisting ions on the adsorption properties of the prepared materials and the adsorption mechanism of the adsorbed materials were discussed. The desorption recovery of pollutants from the prepared materials was also investigated. The repeated times of materials have verified the possibility of enrichment and concentration of PFOS and the reusability of materials. Finally, the chemical methods that can degrade PFOS in desorption solution have been selected. In the case of 100 mg magnetic nanocrystalline ferric tetroxide as raw material, the reaction environment is 300 mL ethanol and 100 mL deionized water, and the dosage of ethyl orthosilicate is suggested to be 2 mL. It is suggested that the preparation conditions are as follows: the ratio of water to ethanol is 5/100, the total volume is 160mL, the dosage of APTS is 8 mL, the pH of solution is equal to 5. The adsorption and desorption tests show that the adsorbed material can effectively remove the water from water. When the pH value of the solution is 4:00, the removal rate can reach 95%. The presence of chloride, nitrate and sulfate has no effect on the adsorption of PFOS. The adsorption mechanism of the adsorption material showed that the adsorption of PFOS was mainly electrostatic adsorption, and the adsorption mechanism of the adsorbed material was mainly electrostatic, and the adsorption mechanism of the adsorbed material was mainly electrostatic, and the adsorption mechanism of the adsorbed material was mainly electrostatic, and the adsorption mechanism of the adsorbed material was mainly electrostatic. At the same time, there is hydrophobic effect and micellar semi-micelle effect. The results of desorption treatment method show that the PFOS can be removed and defluorinated by sulfite / UV reduction system, and under certain reaction conditions, The removal rate of PFOS is 95% and the defluorination rate is 74%.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：1593831