改性溫敏水凝膠對(duì)疏水性有機(jī)污染物的吸附去除.pdf

1、疏水性有機(jī)污染物(HOCs)廣泛存在于廢水中，多數(shù)具有致癌、致畸、致突變效應(yīng)，會(huì)對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境造成永久性危害。由于HOCs的低水溶性高親脂性，常規(guī)的物化方法對(duì)其處理效果通常較差，其生物可降解性低且具有毒害，會(huì)導(dǎo)致廢水生化處理工藝難以穩(wěn)定運(yùn)行和達(dá)標(biāo)排放，而吸附法雖有良好的去除效果，但其選擇性差且再生困難，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。溫敏水凝膠由于其獨(dú)特的溫度敏感性，具有再生容易和選擇性吸附等特點(diǎn)，如果骨架中引入疏水基團(tuán)其會(huì)呈現(xiàn)疏水性，對(duì)HO

2、Cs能有效吸附。本文采用丙烯酸丁酯(BA)作為疏水單體，與N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚制得疏水改性溫敏水凝膠，并以五氯苯酚為疏水有機(jī)目標(biāo)污染物，研究了疏水改性溫敏水凝膠對(duì)疏水性有機(jī)物的吸附行為和作用機(jī)理。
　　將BA引入NIPAM水凝膠骨架，得到PNIPAM-BA疏水改性溫敏水凝膠。采用SEM、DSC熱分析、接觸角測試等手段進(jìn)行理化表征。結(jié)果表明，BA的引入增加了溫敏水凝膠的疏水性，其最低臨界溶解溫度(LCST)在30℃左

3、右，當(dāng)溫度小于LCST時(shí)吸水溶脹，當(dāng)大于LCST時(shí)失水收縮，利用其溫敏效應(yīng)可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)污染物的選擇性吸附和吸附劑的再生利用。
　　對(duì)疏水改性溫敏水凝膠吸附五氯苯酚進(jìn)行了研究，結(jié)果表明疏水基團(tuán)的引入提高了其對(duì)五氯苯酚的去除效率。去除率最高的是BA含量為11％的PNIPAM-BA疏水改性溫敏水凝膠，該材料對(duì)五氯苯酚的去除率最高可達(dá)到95％，為傳統(tǒng)溫敏水凝膠的1.36倍。疏水改性溫敏水凝膠對(duì)五氯苯酚的吸附符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)和Langmuir

4、等溫吸附模型。吸附熱力學(xué)研究表明其對(duì)五氯苯酚的吸附是一個(gè)自發(fā)放熱的過程。溶液的pH值和溫度對(duì)吸附有很大影響，在pH=3條件下吸附最佳，隨溫度的增加吸附量明顯下降。吸附機(jī)理包括疏水分配作用與表面非線性分配共同作用，在低濃度時(shí)以疏水分配作用為主，疏水性表面在整個(gè)過程中發(fā)揮著極其重要的作用。
　　疏水改性溫敏水凝膠對(duì)疏水性有機(jī)污染物具有選擇吸附特性。在多元溶質(zhì)體系中，苯酚及2，4-二氯苯酚的存在對(duì)疏水改性溫敏水凝膠吸附五氯苯酚存在一定的