纳米颗粒物与腐殖酸的复合体系对阿特拉津的吸附

论文摘要

本文采用吸附振荡法研究了阿特拉津（AT）在纳米二氧化硅（SiO2）和纳米高岭土上的吸附/解吸行为,并以腐殖酸吸附在两种纳米颗粒物表面形成有机-无机复合体系,研究其对AT的吸附过程,同时还研究了颗粒物浓度、pH值、离子强度、温度等介质条件对吸附的影响,并结合吸附剂的理化性质判断吸附作用机理,为纳米颗粒物的安全性评价提供科学依据,并为探讨有机污染物在天然环境中的行为和归宿提供理论基础。实验结果表明,腐殖酸、AT在纳米SiO2和纳米高岭土上的吸附均呈非线性,符合Fruendlich方程式。AT在纳米颗粒物上的解吸呈现滞后性,两种纳米颗粒物对腐殖酸的吸附量都随离子强度的增大、pH值的降低而增大,对AT的吸附量随离子强度和pH的降低而增大。纳米SiO2浓度的改变对AT的吸附没有显著影响,但随着纳米高岭土浓度的增加,AT的吸附参数不断降低。纳米SiO2对AT的吸附量随温度升高而增大,纳米高岭土则相反。纳米颗粒物与腐殖酸的复合体系对AT的吸附量低于对应的纳米颗粒物,且复合吸附剂表面芳香性腐殖酸较多有利于AT的吸附。离子强度和pH的升高均会造成阿特拉津在复合吸附剂上的吸附量降低。纳米颗粒物具有较小的粒径和巨大的比表面积,因而比普通颗粒物有着更为优越的吸附性能。天然水环境中,腐殖质在纳米颗粒物表面的吸附会改变有机污染物在纳米颗粒物上的吸附行为。有机污染物在天然环境中的行为和归宿受许多因素的影响,包括吸附剂的理化性质,吸附剂的浓度,介质条件（如温度、离子强度、pH等）以及水环境中的天然有机物等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 纳米材料
• 1.1.1 纳米材料的定义和发展
• 1.1.2 我国纳米材料的研究现状和发展趋势
• 1.1.3 纳米吸附材料的研究进展
• 1.2 阿特拉津的吸附行为
• 1.2.1 阿特拉津的性质和环境行为
• 1.2.2 阿特拉津的吸附研究进展
• 1.3 有机污染物的吸附机理
• 1.3.1 天然有机质（NOM）
• 1.3.2 有机物吸附机理的研究进展
• 1.3.3 有机物吸附的数学描述
• 1.4 研究的目的与意义
• 2 实验材料和方法
• 2.1 实验材料和仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 纳米材料理化性质分析
• 2.2.1 阳离子交换容量（CEC）的测定
• 2.2.2 BET 比表面积、孔容和孔径的测定
• 2.2.3 粒度分布的测定
• 2.2.4 Zeta 电位的测定
• 2.2.5 透射电镜（TEM）成像观察
• 2.2.6 电位滴定实验
• 2.3 溶解腐殖酸的配制及理化性质表征
• 2.3.1 溶解腐殖酸的配制
• 2.3.2 腐殖酸的原子力显微镜（AFM）成像观察
• 2.3.3 腐殖酸的元素分析
• 2.3.4 腐殖酸的核磁共振测定
• 2.3.5 腐殖酸的物理分级
• 2.4 复合吸附剂的制备
• 2.5 吸附/解吸实验
• 2.5.1 腐殖酸吸附实验
• 2.5.2 AT 吸附实验
• 2.5.3 AT 连续吸附/解吸实验
• 2.5.4 pH 值的调节
• 3 腐殖酸和纳米颗粒物的理化性质
• 3.1 腐殖酸理化参数的测定
• 3.1.1 腐殖酸元素分析
• 3.1.2 腐殖酸的核磁共振结果
• 3.1.3 腐殖酸的红外光谱
• 3.1.4 原子力显微镜（AFM）分析
• 3.2 纳米颗粒物的理化特性
• 3.2.1 颗粒物理化特征
• 3.2.2 颗粒物的粒径分布
• 3.2.3 颗粒物Zeta 电位
• 3.2.4 颗粒物酸碱滴定
• 4 腐殖酸在纳米二氧化硅和纳米高岭土上的吸附
• 4.1 吸附平衡时间的确定
• 4.2 吸附参数和吸附机理
• 4.3 腐殖酸理化性质对吸附的影响
• 4.4 离子强度对腐殖酸吸附的影响
• 4.5 PH 对腐殖酸吸附的影响
• 4.6 小结
• 5 阿特拉津在纳米二氧化硅和纳米高岭土上的吸附
• 5.1 阿特拉津吸附等温线及动力学特性
• 5.1.1 阿特拉津吸附平衡时间的确定
• 5.1.2 阿特拉津吸附等温线
• 5.1.3 纳米颗粒物对AT 的吸附动力学特性
• 5.2 阿特拉津解吸行为
• 5.3 吸附剂浓度对AT 吸附的影响
• 5.4 不同水质条件下对AT 的吸附
• 5.4.1 离子强度对AT 吸附的影响
• 5.4.2 温度对AT 吸附的影响
• 5.4.3 pH 对AT 吸附的影响
• 5.5 纳米颗粒物吸附AT 前后的ZETA 电位
• 5.6 小结
• 6 腐殖酸-纳米材料对阿特拉津的复合吸附
• 6.1 复合吸附剂的理化性质
• 6.1.1 复合吸附剂表面的腐殖酸含量
• 6.1.2 复合吸附剂的粒度分布
• 6.1.3 复合吸附剂的表面电位
• 2 前后分子量分布变化'>6.1.4 腐殖酸吸附到纳米SiO₂前后分子量分布变化
• 6.2 AT 复合吸附平衡时间的确定
• 6.3 AT 复合吸附等温线
• 6.4 离子强度对AT 复合吸附的影响
• 6.5 PH 对AT 吸附的影响
• 6.6 小结
• 7 结论和展望
• 7.1 研究结论
• 7.2 本论文创新之处
• 7.3 研究展望
• 参考文献
• 个人简介
• 硕士期间发表的论文
• 导师简介
• 致谢