納米二氧化鈦在天然水體中的穩(wěn)定性影響因素研究.pdf

1、納米材料由于其尺寸特性已被廣泛應(yīng)用于大眾生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，表現(xiàn)出極大的發(fā)展?jié)摿?。納米二氧化鈦是應(yīng)用最廣泛的納米材料之一。如果大量的納米二氧化鈦被排放到環(huán)境中，可能對(duì)環(huán)境及人體健康產(chǎn)生重大危害。本論文的目的即希望研究納米二氧化鈦在天然水體中的穩(wěn)定性，為今后水中納米二氧化鈦的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及其去除提供技術(shù)依據(jù)。
　　本課題通過(guò)測(cè)定納米二氧化鈦在超純水、湖水及海水中的沉降和團(tuán)聚行為及其表面電位的變化，重點(diǎn)研究納米二氧化鈦在水環(huán)境中的

2、穩(wěn)定性；同時(shí)，考察振蕩、濃度、溫度和超聲四種因素對(duì)納米二氧化鈦穩(wěn)定性的影響；研究結(jié)果可為初步闡明納米二氧化鈦在水環(huán)境中的環(huán)境行為提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　振蕩對(duì)各水體中納米二氧化鈦穩(wěn)定性影響的研究表明：實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)（7 h），納米二氧化鈦在各水體中的懸浮濃度隨著水體轉(zhuǎn)速的提高而增大。當(dāng)轉(zhuǎn)速提高到約0.32 m/s時(shí)，納米二氧化鈦（20 mg/L）可以完全懸浮在超純水及湖水中。而在海水中能使其完全懸浮的臨界轉(zhuǎn)速則約為0.34 m/s。

3、>　　濃度對(duì)各水體中納米二氧化鈦穩(wěn)定性影響的研究表明：納米二氧化鈦在湖水及海水中的沉降速率隨其初始濃度的提高而加快。沉降7 h后，納米二氧化鈦（100 mg/L）在海水中的沉降百分比超過(guò)了80％。納米二氧化鈦在超純水中電位的絕對(duì)值隨其濃度的增加而減小，而在湖水中，納米二氧化鈦電位的絕對(duì)值隨其濃度的增加而增大。納米二氧化鈦在海水中的表面電位很不穩(wěn)定，初始濃度對(duì)其沒(méi)有顯著的影響。
　　溫度對(duì)各水體中納米二氧化鈦穩(wěn)定性影響的研究表明：提

4、高這三種試驗(yàn)水體的溫度，可以促進(jìn)納米二氧化鈦的團(tuán)聚，加大納米顆粒的沉降速率。納米二氧化鈦（80mg/L）在35℃下的沉降百分比要比其在10℃條件下高25%。這一結(jié)果表明，適當(dāng)提高水體溫度可以促進(jìn)納米二氧化鈦的沉降及團(tuán)聚行為，降低其在水中的穩(wěn)定性。
　　超聲對(duì)各水體中納米二氧化鈦穩(wěn)定性影響的研究表明：對(duì)納米二氧化鈦進(jìn)行超聲預(yù)處理后，可以降低納米二氧化鈦的團(tuán)聚粒度，抑制納米顆粒的沉降行為，提高納米二氧化鈦在各水體中表面電位的絕對(duì)值。超

5、聲后，納米二氧化鈦（20 mg/L）在湖水中的平均粒度由1300 nm降到了740 nm。結(jié)果表明，超聲雖然是保持納米顆粒在水中穩(wěn)定性的一種有效的方法，但超聲后，納米二氧化鈦在實(shí)際水體中的環(huán)境行為發(fā)生了變化。
　　綜合各因素對(duì)納米二氧化鈦在這三種試驗(yàn)水體中穩(wěn)定性的影響，我們發(fā)現(xiàn)，納米二氧化鈦在超純水中的穩(wěn)定性最強(qiáng)，在海水中極易發(fā)生沉降及團(tuán)聚，穩(wěn)定性最差。而納米二氧化鈦在湖水中的穩(wěn)定性介于兩者之間。另外，提高納米二氧化鈦的初始濃度和