【摘要】：由于城市化,工業(yè)化和農(nóng)業(yè)活動的快速發(fā)展,多環(huán)芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和重金屬作為兩類環(huán)境中的持久性污染物,在各種水環(huán)境系統(tǒng)中被不斷的檢測出,進(jìn)而引起人們的廣泛關(guān)注。盡管多環(huán)芳烴和重金屬的濃度都很低(ug/L到ng/L),但多環(huán)芳烴和重金屬及其復(fù)合污染物所導(dǎo)致的長期毒性和累積效應(yīng)不容忽視。因此,迫切需要找到有效的方法來協(xié)同高效去除水環(huán)境中低劑量高毒性的多環(huán)芳烴和重金屬。論文選擇菲和銅作為多環(huán)芳烴和重金屬的代表性污染物,分析其理化特征,選擇硅基介孔材料作為吸附劑,先后制備出氨基有機官能團(tuán)改性和氨基-Fe改性的硅基介孔吸附劑,研究制備出的吸附劑對水中菲和銅吸附效能和機制。最后擴(kuò)大氨基-Fe改性硅基介孔吸附劑在去除水中多環(huán)芳烴和重金屬方面的應(yīng)用。主要結(jié)論如下:(1)利用水熱反應(yīng)和直接合成法分別成功制備出典型的硅基介孔材料SBA15和MCM-41,分別對其進(jìn)行氨基有機官能團(tuán)改性,成功制備出N,N-SBA15和N,N-MCM-41,并研究其對菲和銅的吸附效能,研究結(jié)果表明N,N-SBA15和N,N-MCM-41對菲和銅的吸附動力學(xué)和等溫線更符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和Langmuir模型。溶液的pH值和離子強度對N,N-SBA15和N,N-MCM-41吸附菲和銅影響很大。在菲和銅共存的條件下,對比這兩種吸附劑對菲和銅的吸附效能,N,N-SBA15對菲和銅的去除具有相互抑制的作用,N,N-MCM-41對菲和銅的去除具有相互促進(jìn)的作用。(2)在氨基改性的基礎(chǔ)上摻雜活性基團(tuán)Fe,成功制備出新的硅基介孔吸附劑并命名為Fe-N,N-MCM-41。通過批實驗研究改性硅基介孔吸附劑Fe-N,N-MCM-41對水中菲和銅的去除效能,研究結(jié)果表明:硅基介孔吸附劑Fe-N,N-MCM-41對菲和銅的吸附動力學(xué)和等溫線也更符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和Langmuir模型,說明菲和銅在Fe-N,N-MCM-41上的吸附過程是一種單層的化學(xué)絡(luò)合反應(yīng)。溶液pH值和離子強度對水中菲和銅的吸附均有影響,隨著pH和離子強度的升高,Fe-N,N-MCM-41對菲的吸附分別呈現(xiàn)降低和增加趨勢,對銅的吸附則分別呈現(xiàn)出增加和降低的趨勢。Fe-N,N-MCM-41對菲和銅的最大吸附容量分別是:29ug/g和6.34mg/g。此外,Fe-N,N-MCM-41對菲和銅的去除同樣具有相互促進(jìn)的作用。(3)通過對N,N-MCM-41和Fe-N,N-MCM-41對菲和銅的吸附容量的比較,優(yōu)選出吸附劑Fe-N,N-MCM-41,研究其對水中多種多環(huán)芳烴和重金屬的去除。選擇菲,芘,菲、芘混合物,鉛,銅及鉛和銅混合物作為研究對象;分別研究Fe-N,N-MCM-41對上述污染物的吸附等溫線和動力學(xué)。研究表明,Fe-N,N-MCM-41對芘的吸附容量高于菲;對鉛的吸附容量高于銅。這說明Fe-N,N-MCM-41對污染物的吸附,與污染物自身的特性與關(guān)。此外,還觀察到:對多環(huán)芳烴類混合污染物的吸附,在菲和芘共存的情況下,Fe-N,N-MCM-41對菲和芘的吸附容量均減小;同樣的,對于重金屬類混合污染物的吸附,在鉛和銅共存的條件下,Fe-N,N-MCM-41對鉛和銅的吸附容量也減小,這可能是污染物之間競爭吸附的結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ424;TQ0
【圖文】：

圖 1-1 改性硅基介孔吸附劑的制備及其對水中菲和銅的共去除研究技術(shù)路線圖Fig.1-1 Preparation of modified silicon-based mesoporous adsorbent and its technical roadmap forsynergistic removal of phenanthrene and copper in water

時去除模板劑 CTAB，最終得到 MCM-41 介孔材料。將 2g 的 SBA15 和 MCM-41 在氮氣條件下干燥 1h。之后置于 500ml 的錐形瓶中，加入 250ml 的甲苯劇烈攪拌 1h。再加入 3-氨基丙基三甲氧基硅烷，攪拌 15min，之后加熱回流24h，將反應(yīng)后的混合物過濾，并用異丙醇清洗，冷凍干燥，得到SBA15和MCM-41改性后的硅基介孔材料，并將其分別命名為 N,N-SBA15，N,N-MCM-41[86, 87]。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 代沁蕓;;土壤中多環(huán)芳烴的提取與凈化方法研究現(xiàn)狀[J];農(nóng)業(yè)與技術(shù);2019年09期

2 吳達(dá)峰;吳穗生;楊梅;;消費品中多環(huán)芳烴來源概述[J];化纖與紡織技術(shù);2017年04期

3 趙銘珊;于雅東;李世剛;黃茂;;氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測定土壤中16組分多環(huán)芳烴[J];化工設(shè)計通訊;2017年12期

4 劉忠?guī)r;;環(huán)境空氣中多環(huán)芳烴衍生物的研究進(jìn)展[J];黑龍江環(huán)境通報;2016年03期

5 ;中國年燃煤會釋放5億t多環(huán)芳烴?[J];環(huán)境污染與防治;2017年02期

6 周真;楊旭;金龍;陳鑫;;支持向量機對多環(huán)芳烴毒性的定量構(gòu)效預(yù)測[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2017年04期

7 張清智;劉雪姣;郭鶴瑩;劉愛芹;;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定炭黑中的多環(huán)芳烴[J];橡膠工業(yè);2017年11期

8 應(yīng)月;何蘇;顧艷;;液相色譜法測定水中16種多環(huán)芳烴的方法優(yōu)化[J];食品界;2019年02期

9 潘楠;;索氏提取法提取大氣顆粒物PM2.5中多環(huán)芳烴[J];城市地理;2017年10期

10 周五端;陶文成;康嬌嬌;;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定橡膠制品中多環(huán)芳烴(蒽)含量不確定度評定[J];廣東微量元素科學(xué);2014年09期

相關(guān)會議論文 前10條

1 王釗;趙香愛;金香子;Han Yeong Kaw;李東浩;;油松針葉中多環(huán)芳烴與空氣質(zhì)量的相關(guān)性研究[A];持久性有機污染物論壇2017暨第十二屆持久性有機污染物學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2017年

2 金夢;黎玉清;賀德春;趙波;;二手煙暴露對兒童多環(huán)芳烴內(nèi)暴露的影響[A];2017中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會科學(xué)與技術(shù)年會論文集（第四卷）[C];2017年

3 賈軍元;姜月華;周迅;周權(quán)平;;江蘇省不同功能區(qū)土壤中多環(huán)芳烴的分布及來源[A];第一屆全國青年地質(zhì)大會論文集[C];2013年

4 李曉潔;饒竹;張晶;戰(zhàn)楠;郭曉辰;楊志鵬;;氣相色譜質(zhì)譜法同時測定水中24新型多環(huán)芳烴及其母體[A];2015年中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（第一卷）[C];2015年

5 秦寧;朱櫻;徐福留;;白洋淀大氣多環(huán)芳烴的污染特征與沉降通量[A];持久性有機污染物論壇2009暨第四屆持久性有機污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

6 陶澍;;從多環(huán)芳烴的排放、遷移與暴露說起[A];新觀點新學(xué)說學(xué)術(shù)沙龍文集9：環(huán)境污染與人體健康[C];2007年

7 程柱;董潔;焦海麗;李凡;;西部煤熱解過程中多環(huán)芳烴生成規(guī)律研究[A];第五屆全國環(huán)境化學(xué)大會摘要集[C];2009年

8 胡健;張國平;劉

本文編號：2743287