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亚硝基二甲胺(NDMA)作为氯化／氯胺及臭氧消毒后的副产物,存在于消毒处理后的饮用水和污水中。由于它的毒性和潜在致癌性,一些国家和地区及世界卫生组织都制定了相关的NDMA饮用水标准。但是,由于NDMA的分子量和分子体积小、极性强、水溶性高且毒性大,导致传统的物理、化学和生物方法难以将其有效彻底地清除,因此亟需研究开发处理水体中NDMA的新方法和新技术。本研究以NDMA为模型污染物,选择多孔矿物材料作为吸附NDMA和微波诱导降解NDMA的载体,建立了一种基于微孔矿物吸附和微波诱导降解耦合去除水体中NDMA的新型处理方法。论文主要研究内容和结果如下：1.不同多孔矿物材料对NDMA吸附能力及微波诱导降解情况。选取一系列多孔矿物材料,包括ZSM-5 (Si/Al=12.5、25、40、130)、Cu-ZSM-5 (Si/Al=25)、 H-ZSM-5 (Si/Al=25)、Mg-ZSM-5 (Si/Al=25)、CBV-780、CBV-10A、4A、硅藻土和MCM-41,考察矿物材料的孔径结构、表面性质对NDMA的吸附和降解情况。结果表明多孔材料从孔径大小、表面阳离子密度和阳离子类型三个方面影响NDMA的吸附和降解,其中脱铝Na-ZSM-5 (Si/Al=25)沸石由于具有合适的孔径大小和阳离子类型及较高的表面阳离子密度,展示出对NDMA较强的吸附能力和较快的微波诱导NDMA降解速率。2.微波输出功率和辐射过程中微孔矿物整体温度对微波诱导降解NDMA的影响。调整磁控管输出功率,并通过气流冷却控制样品在辐照过程中的整体温度,考察吸附在微孔内NDMA的降解情况。结果显示,微波能量越高或微孔矿物整体温度越高,所吸附的NDMA降解速率越快, 这可能由孔壁表面形成的“热点”的密度增加及形成了更高温度的“热点”热分解导致。3.吸附有NDMA和DMA的ZSM-5沸石在微波辐照过程中总碳和总氮含量的变化以及红外光谱分析。考察了微波辐照过程中负载有NDMA和DMA的ZSM-5沸石的C、N含量变化以及相应的红外光谱,C/N比值随微波辐照时间的延长而逐渐降低,并有发生完全矿化的趋势。红外光谱化学键吸收峰的改变与后来检测到的NDMA降解产物相一致,定性地证实NDMA的降解。4.矿物微孔中NDMA及其前驱体二甲胺(DMA)的微波诱导降解机理。以Na-ZSM-5 (Si/Al=25)作为吸附载体,考察NDMA和DMA在微波辐照过程中降解产物的生成。结果显示,吸附到Na-ZSM-5 (Si/Al=25)上的NDMA和DMA在微波作用下迅速地降解,生成HCOOH、CH3COOH等中间产物,并且随着照射时间的延长,中间产物会发生进一步的降解。所检测到的降解产物与微波照射下微孔表面阳离子与极性分子选择性吸收微波能量形成“热点”而导致微孔中的NDMA和DMA发生热裂解的机理相吻合。5.微波诱导NDMA降解的活化能。考察负载于ZSM-5的NDMA在不同微孔矿物整体温度下的降解速率,结果表明,微波诱导降解NDMA的活化能(46 kJ/mol)低于传统的热解反应(60-250 kJ/mol),说明微波的“非热效应”对NDMA的微波诱导降解也起着一定的作用。上述实验结果证实微孔材料吸附与微波诱导降解耦合可以同时高效去除水体中的NDMA和它的前驱体DMA,并可最终实现它们的完全矿化而不产生毒害副产物。相比已有的NDMA控制技术,该方法具有高效节能等优势,是一项具有应用价值的处理方法。