近年來,內(nèi)分泌干擾物污染問題已引起人們的廣泛關(guān)注,特別是在飲用水中也檢測(cè)到了內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的存在,采用活性炭吸附技術(shù)去除水中有機(jī)污染物已被認(rèn)為是一種最為有效和廣泛的處理方法,因此,建立活性炭表面物化性質(zhì)與其對(duì)特定污染物吸附能力之間的關(guān)系,為實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)勢(shì)在必行。 本文選擇兩種活性炭W20(木質(zhì)炭)和F20(煤質(zhì)炭),通過改性處理獲得具有不同表面物化性質(zhì)的活性炭,選用雙酚A(BPA)為內(nèi)分泌干擾物的代表污染物,圍繞目標(biāo)物吸附能力與活性炭表面性質(zhì)關(guān)系這一關(guān)鍵問題,詳細(xì)地研究了BPA在活性炭表面的吸附行為和機(jī)理,同時(shí)選出兩種活性炭探討了影響B(tài)PA吸附的環(huán)境因素,最終考察了被選擇活性炭對(duì)松花江原水和砂濾水中酚類內(nèi)分泌干擾物的吸附情況。 改性處理改變了活性炭的物理結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì),其中HNO3氧化降低了活性炭的比表面積,增加了羧基與酚羥基官能團(tuán)含量,降低了等電點(diǎn)值;高溫H2與N2還原處理對(duì)活性炭結(jié)構(gòu)的改變很大程度上受炭材質(zhì)與改性溫度影響,并且改性處理后降低了表面酸性含氧官能團(tuán)含量,增加了活性炭的等電點(diǎn)值;HCl和NaOH改性處理對(duì)活性炭的比表面積改變很小,但前者降低了活性炭的等電點(diǎn)值,而后者恰恰相反。此外,各種改性過程對(duì)活性炭上的灰份含量改變趨勢(shì)各不相同。 BPA在吸附過程中主要由液膜傳質(zhì)和孔內(nèi)擴(kuò)散兩個(gè)過程控制,吸附行為假二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附。進(jìn)一步研究結(jié)果表明,BPA在活性炭上的吸附(HNO3氧化改性為Freundlich吸附)為L(zhǎng)angmuir吸附,但吸附質(zhì)分子并未將整個(gè)活性炭表面完全覆蓋。其中高溫N2處理活性炭W20N具有最高的BPA飽和吸附能力,qm達(dá)到了526.32mg/g,而HNO3氧化活性炭W20A表現(xiàn)出了最差的吸附能力,最大吸附量?jī)H為175.44mg/g。 BPA在活性炭上的吸附是自發(fā)和放熱的物理吸附過程,并且以平伏形式吸附于炭表面;溶液pH值通過控制吸附質(zhì)與吸附劑表面所帶的電荷明顯地影響活性炭對(duì)BPA的吸附能力,在pH=11時(shí),強(qiáng)化的靜電斥力導(dǎo)致W20與W20N表現(xiàn)出了最差的BPA吸附能力;溶液的離子強(qiáng)度也通過占據(jù)活性位、產(chǎn)生電荷屏蔽和鹽析效應(yīng)影響著目標(biāo)物在活性炭上的吸附;此外,單寧酸的存在能夠通過直接競(jìng)爭(zhēng)吸附位、改變活性炭表面化學(xué)性質(zhì)(如:等電點(diǎn))和降低活性炭可利用的孔體積,而減少活性炭對(duì)BPA的吸附能力。 機(jī)理分析結(jié)果表明,BPA在活性炭表面的吸附主要遵循π-π色散作用理論。在炭表面由于氫鍵作用形成的水分子簇會(huì)明顯抑制活性炭的吸附能力,因此,降低活性炭表面酸性含氧官能團(tuán)的含量(特別是羧酸基團(tuán)),能夠提高活性炭吸附BPA的能力。另外,使活性炭在吸附體系中處于自身靜電荷密度為零狀態(tài),將會(huì)對(duì)BPA表現(xiàn)出最好的吸附能力。 最后,在實(shí)際水體中酚類內(nèi)分泌干擾物在活性炭上的吸附能力隨著logKow的增大而增大(雌激素酮除外),其中改性炭表現(xiàn)出了更好的處理效果,而水中存在的天然有機(jī)物和其它有機(jī)物由于競(jìng)爭(zhēng)吸附和孔阻塞降低了活性炭的吸附能力。因此,在實(shí)際水處理過程中,選用具有較多中孔結(jié)構(gòu)的活性炭,能夠提高處理過程效率,特別是通過一定的改性處理方法獲得孔結(jié)構(gòu)與表面化學(xué)性質(zhì)有利于去除水中有機(jī)污染物的活性炭十分重要。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

第 4 章 活性炭吸附雙酚 A的行為與機(jī)理標(biāo)物芳環(huán)平行吸附于吸附劑表面，且在吸附質(zhì)分子與占據(jù)間不存在強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)作用；H 型等溫線表明在較低濃度區(qū)質(zhì)-吸附劑作用，即等溫線圖形在縱軸上出現(xiàn)截距。L 型用 Langmuir 模型進(jìn)行擬合，但前者的擬合效果相對(duì)更好到的吸附質(zhì)分子與吸附劑表面結(jié)合能力常數(shù)值則相對(duì)更大
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 樊可可,韋萍,歐陽平凱,吳錫軍;改性活性炭脫除阿斯巴甜粗品中羰基硫的工藝研究[J];化學(xué)世界;2000年02期

2 姜思朋,王鵬,張國(guó)宇,洪光,馬慧俊;微波誘導(dǎo)氧化法處理BF-BR染料廢水[J];中國(guó)給水排水;2004年04期

3 董加濤;趙曉祥;;環(huán)境中壬基酚的生物降解研究進(jìn)展[J];科技信息(科學(xué)教研);2007年30期

4 彭怡;古昌紅;傅敏;;活性炭改性的研究進(jìn)展[J];重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年06期

5 胡鶴;;交聯(lián)漆酶聚合物的制備和鑒定及其在清除內(nèi)分泌干擾物上的應(yīng)用[J];中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志;2008年02期

6 扶江;張遠(yuǎn);;改性活性炭吸附SO_2的試驗(yàn)研究[J];貴陽學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

7 徐娟;吳南翔;;斑馬魚在環(huán)境內(nèi)分泌干擾物篩選和檢測(cè)中的應(yīng)用[J];國(guó)外醫(yī)學(xué)(衛(wèi)生學(xué)分冊(cè));2009年04期

8 蘇青青;楊嘉謨;;改性活性炭吸附煙氣中二氧化硫氣體實(shí)驗(yàn)研究[J];安全與環(huán)境工程;2008年02期

9 李紹峰;秦蓁蓁;陳雷;;膜生物反應(yīng)器去除原水中微量阿特拉津的研究[J];水處理技術(shù);2009年04期

10 武睿;;化學(xué)高級(jí)氧化去除水中內(nèi)分泌干擾物研究進(jìn)展[J];水處理技術(shù);2009年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉桂芳;表面改性活性炭吸附酚類內(nèi)分泌干擾物的性能與機(jī)理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

2 蔣文舉;微波改性活性炭及其脫硫特性研究[D];四川大學(xué);2003年

3 朱麗巖;幾種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)青島近海常見海洋動(dòng)物的毒性效應(yīng)[D];中國(guó)海洋大學(xué);2005年

4 張彩香;垃圾滲濾液中溶解有機(jī)質(zhì)與內(nèi)分泌干擾物相互作用研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2007年

5 陳健華;膜—生物反應(yīng)器及納濾強(qiáng)化去除污水內(nèi)分泌干擾物的研究[D];清華大學(xué);2008年

6 劉易;內(nèi)分泌干擾物4-t-辛基酚的生物去除及機(jī)理研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

7 盧春鳳;內(nèi)分泌干擾物TCDD與PCBs聯(lián)合暴露復(fù)合效應(yīng)代謝組學(xué)研究[D];沈陽藥科大學(xué);2009年

8 米玉玲;黃酮類化合物緩解內(nèi)分泌干擾物引起的雄性雞胚生殖毒性機(jī)理的研究[D];浙江大學(xué);2006年

9 王曉東;飲用水中典型內(nèi)分泌干擾物的檢測(cè)和去除的研究[D];天津大學(xué);2007年

10 孔祥吉;污水處理過程中內(nèi)分泌干擾物的分布特征與去除效果研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張海婧;輸配水材料中內(nèi)分泌干擾物溶出研究[D];中國(guó)疾病預(yù)防控制中心;2010年

2 蔡素婷;酚類內(nèi)分泌干擾物的氣相色譜質(zhì)譜法研究及應(yīng)用[D];重慶大學(xué);2012年

3 張存良;淮南市飲用水源地水中內(nèi)分泌干擾物污染特征研究[D];安徽理工大學(xué);2010年

4 劉瑞紅;改性活性炭對(duì)水中阿莫西林吸附效果的研究[D];山東大學(xué);2012年

5 石清愛;改性活性炭的煙氣脫硫脫硝的性能研究[D];大連理工大學(xué);2011年

6 鄭永紅;淮南市平山頭水廠中分泌干擾物的去除特征研究[D];安徽理工大學(xué);2010年

7 李江玲;酚類內(nèi)分泌干擾物的雌激素受體結(jié)合能力及其對(duì)相關(guān)生物酶活性的影響研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2010年

8 史乾濤;內(nèi)分泌干擾物對(duì)鯉魚體內(nèi)元素平衡的影響[D];山西大學(xué);2012年

9 任曉光;微氧條件下密閉電石爐尾氣中COS氣體吸附凈化研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

10 余方;GC/MS檢測(cè)滇池水體中酚類內(nèi)分泌干擾物[D];昆明理工大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2869004