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随着碳纳米管(Carbon-nanotubes,CNTs)的大量生产和使用,不可避免的因排放或泄露而进入水环境中。已有研究表明,由于CNTs具有的极好吸附亲和力和极大的吸附容量,使得CNTs易成为环境中持久性有毒污染物的载体,可以通过饮用水和水生生物影响人体健康,对微生物、水生生物和人体细胞等产生毒性,具有一定的环境负效应。因此研究碳纳米材料在水中的环境行为及其扩散与凝聚规律有着重要的环境学意义。本研究选取CNTs为对象,重点对比分析天然有机物、电解质等环境因素对水中CNTs凝聚与扩散的影响,为揭示碳纳米材料在水环境中的扩散迁移规律提供理论依据。论文主要针对CNTs在水中的凝聚与扩散特性进行研究,取得了下列研究成果:(1)电解质的投加均能促进水中CNTs发生凝聚作用,凝聚过程均符合经典DLVO胶体理论。多壁碳纳米管(Multi-walled nanotubes,MWNTs)的凝聚过程要比单壁碳纳米管(Single-walled nanotubes,SWNTs)快速并且粒径增长更多;CNTs的外管径越大,其临界凝聚浓度越低,越容易发生凝聚反应;随着碳纳米管外管径的增大,电位和粒径变化越明显。富里酸(Fulvic aicd,FA)可以抑制水中CNTs的凝聚作用,并且对凝聚的抑制作用会随着纳米管管径的增大而减弱;腐殖酸(Humic acid,HA)能通过络合桥联作用促进CNTs与Ca2+的凝聚作用,会导致强化凝聚。(2)MWNTs对FA和HA的吸附均符合Langmuir吸附等温模型,表明其吸附作用更接近于表面均匀的化学单分子层吸附过程,并且MWNTs对HA吸附效果更好;离子强度的提高能够促进MWNTs对NOM的吸附作用,同时Ca2+对吸附的促进作用要比Mg2+更加明显。(3)在静电斥力的作用下NOM能够有效地分散进入水环境中的MWNTs颗粒,并且MWNTs在NOM中的悬浮量会随着有机物浓度的增加而增加;有机物浓度较低时,HA对MWNTs的分散作用较好,有机物浓度较高时,FA对MWNTs的分散效果较好;随着静置时间的增长,分散在水中的MWNTs会有少量的析出沉降。离子强度越高对分散的抑制效果越明显,离子强度的增加能有效的抑制MWNTs在HA中的扩散作用。(4)MWNTs在天然水体中干粉投加的分散效果相对悬浮液投加的效果要差,水样中SDS-MWNTs悬浮液的浓度越高其在天然水样中的分散作用就越好;与空白纯水样相比,干粉态的MWNTs投加会使得水样的|ζ|电位升高,MWNTs悬浮液的投加会使天然水样的|ζ|电位有所降低;水样中MWNTs悬浮液的浓度越高越容易发生凝聚现象。