改性活性炭吸附水中內(nèi)分泌干擾物雙酚A的研究.pdf

1、內(nèi)分泌干擾物（EDCs）是一種可以干擾生物體內(nèi)分泌系統(tǒng)的外源性化學(xué)物質(zhì)，在低劑量下就能造成生物體及其后代的內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂，因此引起了人們的廣泛關(guān)注。在眾多的內(nèi)分泌干擾物中，雙酚A（BPA）作為一種重要的化工原料，應(yīng)用廣泛，污染也更為突出，是一種典型的內(nèi)分泌干擾污染物，因此本研究以雙酚A（BPA）為目標(biāo)污染物。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，這是因為活性炭具有比表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，是一

2、種普遍使用的吸附材料，廣泛應(yīng)用于廢水的深度處理。但目前常用的商業(yè)活性炭多用于常見污染物的去除，對去除這些新型內(nèi)分泌污染物應(yīng)用較少，因此研究選取兩種常用商業(yè)活性炭并進(jìn)行不同方式的改性處理，探究雙酚A（BPA）在不同活性炭上的吸附行為及吸附能力，為實際利用提供理論指導(dǎo)。
　　本研究對兩種不同材質(zhì)的商業(yè)活性炭F6(煤質(zhì)活性炭)和OLC（木質(zhì)活性炭）分別進(jìn)行高溫N2還原改性、鹽酸（HCl）改性和氫氧化納（NaOH）改性，制得不同理化性質(zhì)的

3、活性炭。通過吸附動力學(xué)實驗和吸附等溫實驗探究不同改性活性炭對BPA的吸附行為及吸附能力，并分析其吸附機(jī)理。同時考察溶液的溫度、pH和離子強度等因素對原始活性炭吸附BPA效果的影響。
　　研究表明：改性處理在一定程度上改變了活性炭的物理結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)，其中高溫N2還原改性使活性炭的比表面積增加，但降低了活性炭的總酸度，其等電點也隨之增加。而HCl改性和NaOH改性對活性炭的比表面積影響很小，但HCl改性增加了活性炭的總酸度，降低

4、了等電點，而后者表現(xiàn)出相反的變化趨勢。
　　通過動力學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)活性炭對 BPA的吸附更符合假二級動力學(xué)模型，而等溫實驗進(jìn)一步表明BPA在活性炭上的吸附為Langmuir吸附。改性后活性炭都表現(xiàn)出較好的吸附能力，其中HCl改性后活性炭吸附能力最強，F(xiàn)6-A和OLC-A的飽和吸附量分別可達(dá)到347.22mg/g和234.19mg/g，其次是高溫N2改性，最后是NaOH改性。機(jī)理分析表明：活性炭吸附BPA主要遵循π-π色散作用理論，即活

5、性炭表面石墨層π電子和BPA芳環(huán)π電子之間存在π-π色散力?；钚蕴康膒Hpzc決定著表面所帶電荷量，當(dāng)活性炭的pHpzc與溶液pH接近時，活性炭與BPA分子之間的π-π色散作用增強，使活性炭表現(xiàn)出最好的吸附能力。
　　本研究利用原始活性炭考察溶液溫度、pH和離子強度對吸附BPA效果的影響?；钚蕴繉PA的吸附能力隨著溫度的升高而降低，熱力學(xué)參數(shù)表明BPA在活性炭上的吸附過程是自發(fā)的、放熱的物理過程。溶液pH值通過改變活性炭表面電荷

6、和BPA在溶液中分子形態(tài)明顯地影響活性炭對BPA的吸附能力。在pH=8時由于強化的π-π色散作用，F(xiàn)6和OLC活性炭都表現(xiàn)出較好的吸附能力，而在pH=11時活性炭與離子態(tài)的BPA產(chǎn)生靜電斥力導(dǎo)致兩種活性炭吸附能力最弱。此外，少量的NaCl（0.01mol/L）會提高活性炭對BPA的吸附能力，這是由于NaCl離子的電荷屏蔽作用和鹽析效應(yīng)的結(jié)果。然而當(dāng)NaCl濃度高于0.01mol/L，大量的NaCl與BPA分子形成競爭占據(jù)吸附位點，使活性