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药物和个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,简称PPCPs)中常见的有阿司匹林、双氯芬酸、磺胺类抗生素等,由于这些物质进入环境后难以被生物降解和转化,导致其在污水处理厂中不易被完全去除而随污水厂出水排出,PPCPs在水体中的高效去除技术因此成为环境领域专家关注的焦点。粘土吸附法是一种成本低、操作性强、可行性高的PPCPs去除方法,粘土矿物中的蒙脱石资源丰富、价格低廉,且具有较高的比表面积和良好的吸附性能,因表面带有负电荷,故对阳离子型PPCPs具有较好的吸附效果,对于酸性双氯芬酸(Diclofenac,简称DFC)和两性磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,简称SMX)的吸附效果则相对较差。为解决上述问题,本文选择阳离子和两性表面活性剂将蒙脱石进行有机改性,目标在提升改性蒙脱石对DFC和SMX的吸附能力,并采用甲醇、乙醇、水作为脱附剂,探究改性后蒙脱石的再生特性。针对上述目标,本研究取得的结果如下:(1)以氯化铵-乙醇法测得蒙脱石的阳离子交换容量(CEC)为0.96 mmol/g,并以十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基二甲基甜菜碱对蒙脱石进行改性。表征结果发现,改性后蒙脱石的特征衍射峰逐渐变小或消失,比表面积减小,表面活性剂分子部分进入蒙脱石层间,排列规则,有序度高,且随着改性比例的增加,衍射峰强度增加,而在2θ=36.1°和61.9°处,特征峰无明显变化,保持了蒙脱石原有的层状结构;通过改性之后,Zeta电位值出现了正值,确认了吸附剂表面因改性而带有正电荷,也说明了对DFC、SMX的吸附主要是静电力和分子间的范德华力,改性后的吸附量明显优于改性之前。(2)阳离子表面活性剂改性后的蒙脱石对DFC、SMX的饱和吸附量可分别从未改性的22.3 mg/kg、28.3 mg/kg大幅增加到16904.19 mg/kg、431.59 mg/kg;两性表面活性剂改性后的蒙脱石对DFC、SMX的饱和吸附量则可分别增加到217.99 mg/kg、170.69 mg/kg。将不同反应时间、不同初始浓度进行吸附动力学、吸附等温曲线拟合发现,均符合准一级动力学方程,在对DFC的吸附时符合Langmuir方程,而对SMX的吸附时Langmuir和Freundlich方程均符合,R2值在0.99以上。不同环境因素(pH值、离子强度等)对DFC、SMX的吸附效果也有一定程度的影响,在酸性、中性条件下阳离子表面活性剂改性的蒙脱石对DFC、SMX的吸附效果更好,在加入K+、Ca2+时会促进吸附;而两性表面活性剂改性的蒙脱石在吸附DFC时受共存阳离子影响较小,但阳离子却促进其对SMX的吸附。(3)有机改性蒙脱石的再生性实验结果表明,改性之后蒙脱石在吸附DFC、SMX时均表现出良好的再生特性,经过4次的循环吸附/脱附实验,两种表面活性剂改性的蒙脱石对DFC、SMX去除率仍维持在40%以上,采用甲醇、乙醇作为脱附剂时,均能达到理想的脱附效果,脱附率在65%以上。本文的研究成果对于粘土矿物的改性工艺、PPCPs的吸附机理、吸附剂的再生特性具有重要指导意义,为高效、快速去除水体中的PPCPs提供理论基础与技术支撑。