典型全氟化合物在介孔氮化碳和磁性介孔氮化碳上的吸附.pdf

1、全氟辛烷磺酸(perfluorooctanesulfonate，PFOS)和全氟辛酸(perfluorooctaneacid，PFOA)是水體中廣泛存在的典型全氟化合物。PFOS和PFOA由大量的碳氟共價(jià)鍵組成，使PFOS具有很高的穩(wěn)定性，能夠經(jīng)受加熱、光照、氧化還原、微生物作用而不被降解。吸附法是一種處理效果好、操作簡(jiǎn)便的污染物處理技術(shù)。本文制備了介孔氮化碳(mesoporouscarbonnitride，MCN)和磁性介孔氮化碳(m

2、agneticmesoporouscarbonnitride，MMCN)兩種吸附劑。采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、N2吸附-脫附、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、元素分析、zeta電位、Boehm滴定及磁性測(cè)試(VSM)分析等手段，對(duì)MCN和MMCN的形貌、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及磁性特征等進(jìn)行了分析?？疾炝薖FOS/PFOA在MCN和MMCN上的吸附行為。
　　以

3、介孔硅SBA-15為模板、乙二胺和四氯化碳為前驅(qū)體，在焙燒溫度為673K、773K和873K條件下，均能制備出具有高度有序的MCN材料，平均孔徑約為4.2nm，且材料中氮元素含量隨焙燒溫度的增加而不斷降低。吸附結(jié)果顯示:焙燒溫度對(duì)MCN吸附PFOS具有一定的影響，MCN對(duì)PFOS的吸附能力隨焙燒溫度升高而降低;MCN對(duì)PFOS的吸附受吸附時(shí)間、溶液濃度、投加量、pH、溫度及共存離子等因素的影響，其中溶液pH的影響最為顯著;用0.1mol

4、/LNaOH溶液進(jìn)行解吸時(shí)，具有較好的效果;動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中，吸附劑柱高、溶液流速及濃度等因素均影響吸附柱的吸附效果。
　　以673K焙燒得到MCN(記作MCN-673)為基體，通過化學(xué)沉淀法制得了MMCN。當(dāng)磁性粒子與MCN-673的質(zhì)量比為1∶5時(shí)，制得的材料不僅保持了基體的介孔結(jié)構(gòu)，且具有較強(qiáng)的磁特性。磁性粒子主要由磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)和赤鐵礦(α-Fe2O3)組成，大多沉積在MCN的表面或孔道內(nèi)部。吸

5、附結(jié)果顯示:MMCN-673(1∶5)吸附PFOS和PFOA的最大平衡吸附量分別為454.55mg/g和370.37mg/g;濃度分別為0.1mol/L和0.07mol/L的NaOH溶液對(duì)PFOS和PFOA吸附飽和的材料具有良好的解吸效果;循環(huán)/再生5次后，MMCN-673(1∶5)吸附PFOS和PFOA的效率分別為96.14％和91.96％，且吸附劑仍保持較高的磁性;吸附劑投加量越多、溶液流速越大及溶液濃度越高，吸附柱越容易被穿透和達(dá)