【摘要】：隨著人類工業(yè)進程的不斷進步,環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的數(shù)量和種類日漸增加,現(xiàn)已成為全球關(guān)注的熱點。本研究針對水中典型內(nèi)分泌干擾物雙酚A(BPA)的污染問題,開展多種碳質(zhì)材料及載鐵有序介孔碳的吸附性能及機理研究,并對該新型碳質(zhì)材料實際工程應(yīng)用的可行性進行了評估。首先,系統(tǒng)比較了活性炭(AC)、單壁碳納米管(SWCNT)、多壁碳納米管(MWCNT)、有序介孔碳(OMC)、氧化石墨烯(GO)五種碳質(zhì)材料對BPA的吸附效果。通過表征表現(xiàn),OMC具備最大的比表面積和孔容,且五種碳質(zhì)材料表面均含有羥基和羧基等含氧官能團。五種碳質(zhì)材料對BPA的吸附性能大小順序依次為OMCACSWCNTGOMWCNT。吸附動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn),不同碳質(zhì)材料對BPA的吸附過程可以準(zhǔn)二級動力學(xué)模型來描述。Langmuir吸附等溫模型能夠更好地擬合五種碳質(zhì)材料對BPA的吸附,且吸附過程為自發(fā)、放熱的物理過程。當(dāng)pH接近等電位點時,不同碳質(zhì)材料對BPA都表現(xiàn)出最佳吸附效果,低于或者超過等電位點吸附量均出現(xiàn)下降,在pH=11時吸附性能最差。采用水熱法成功制備了磁性有序介孔碳。通過表征發(fā)現(xiàn),Fe_3O_4納米顆粒成功地負載于OMC表面,所制備的磁性有序介孔碳仍然具備較為豐富的介孔結(jié)構(gòu),比表面積達到420.14 m~2/g,孔容為0.4932 cm3/g,飽和磁性強度為12.5 emu/g。磁性有序介孔碳對BPA的吸附主要發(fā)生在前200 min,到400 min時已經(jīng)基本達到吸附飽和。隨著Fe_3O_4納米顆粒負載量的增加,磁性有序介孔碳對BPA的吸附性能逐漸降低。磁性有序介孔碳在等電點(pH_(pzc)=7.8)附近吸附性能最好。磁性有序介孔碳對BPA的吸附符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型且Langmuir吸附等溫模型能夠更好地描述吸附過程。吸附熱力學(xué)實驗發(fā)現(xiàn),該吸附過程是一個自發(fā)、放熱的過程。所制備的磁性有序介孔碳具備較好的穩(wěn)定性和回用性,對不同的新型有機污染物均有較好的吸附效果,該新型碳質(zhì)材料在水處理方面具有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703
【圖文】：

因為人類活動以及對環(huán)保意識的缺乏，不可避免地導(dǎo)致內(nèi)分泌干擾物放，因此水體環(huán)境成為內(nèi)分泌干擾物最主要的存在場所。隋倩等[19]對水廠二級出水中的 EDCs 進行了數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn) BPA 濃度高達第三圍內(nèi)，BPA 在水中無處不在，在污水處理廠(WWTPs)出水中檢測到高達 370 μg/L[20]，在地表水中檢測出的濃度接近 56 μg/L[21]，地下水47 μg/L[22]。從以上數(shù)據(jù)可以得出，EDCs 對環(huán)境水體的污染已相當(dāng)以 BPA 為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品遍布生活中的很多方面，在我們毫不知情過水、空氣、接觸以及食物鏈等途徑流入人體，危機我們的健康。由較強，對環(huán)境影響較大，因此做為內(nèi)分泌干擾物中的典型代表。雙酚 A(BPA)的概括 雙酚 A（BPA）的基本信息雙酚 A(bisphenol A2,2-二(4-羥基苯基)丙烷，BPA)，是近年來報道中的一種內(nèi)分泌干擾物，它有兩個苯酚基團，結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示。

質(zhì)材料表征傅立葉紅外光譜（FTIR）分析了對各種碳質(zhì)材料表面帶有的官能團進行分析，采用 FTIR 對活性納米管（SWCNT）、多壁碳納米管（MWCNT）、氧化石墨烯（G碳（OMC）等五種材料進行了分析，結(jié)果見圖 3-1。下圖所示，五種碳質(zhì)材料的紅外光譜具有相似的吸收峰，說明這些相似的官能團，同時可以看出表面含有的官能團較少。中，所有樣品在 3300-3600cm-1之間均出現(xiàn) O-H 基團引起的吸收峰材料含有大量的羥基(-OH)，在 1500-1700 cm-1之間的伸縮振動峰C[96]，在 1000-1250 cm-1之間的伸縮振動峰是由 C-O 引起的[97]。這是碳質(zhì)材料的特征吸收峰[98]。從圖 3-1 可以看出，這幾種碳質(zhì)材料本相似，沒有明顯的差異。

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