碳纳米管是一种新型纳米材料,具有大的比表面积和特殊的孔径结构而广泛用于污染物吸附方面的研究工作,已有研究证实了碳纳米管对多种污染物具有良好的吸附效果,然而有限的生产规模和再生技术限制了它在环境污染控制方面的应用,因此,提高碳纳米管的吸附容量能够加速它在环境领域的应用进程。本论文将电增强吸附技术应用于碳纳米管吸附环境污染物的研究工作,在研究碳纳米管吸附全氟烷酸化合物等典型环境污染物的基础上,制备碳纳米管电极并考察电增强碳纳米管对不同结构污染物的吸附效果,探讨污染物结构性质对电增强吸附效果的影响,预期开发出一种高效、低能耗、环境友好的污染物控制新方法,拓展碳纳米管在水污染控制领域的应用途径。围绕以上研究内容和目标开展了以下几方面的研究工作：(1)考察多壁碳纳米管对全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛烷磺酰胺(PFOSA)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)和4-壬基酚(4-NP)的吸附效果。研究表明,氧化后的碳纳米管对上述5种化合物的吸附动力学符合二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型。吸附平衡常数KF按如下顺序排列：4-NP> PFOSA> PFOS>2,4-D> PFOA；吸附效果受化合物的结构特征和碳纳米管含氧量的影响；吸附容量随污染物疏水性的增强而提高,随碳纳米管含氧量的升高而降低。此外,吸附受溶液pH值和化合物pKa等因素的影响,这种影响随含氧量增加逐渐减弱,当碳纳米管含氧量超过18%时,影响可基本忽略。(2)采用化学气相沉积法(CVD)和电泳沉积法(EPD)制备多壁碳纳米管电极,并对吸附性能进行表征。化学气相沉积法制备电极过程中对管式炉的升温程序、碳源和催化剂的配比和进样量等实验条件进行优化,得到多壁碳纳米管的比表面积<100m2/g,吸附100μg/L的PFOS的平衡吸附量为168μg/g。相比之下,电泳沉积法具有设备简单,操作方便和制备效率高的优势,通过160V直流电压下电泳3min,在阴极表面得到致密的多壁碳纳米管膜层,电化学电位窗口达到±1.2V,电子传输阻力为4.2Ω,对相同浓度PFOS的平衡吸附量达到2.33mg/g。(3)考察电增强多壁碳纳米管吸附4-NP和菲(Phe)的效果。研究表明,电增强吸附提高了4-NP吸附的初始吸附速率v0和最大吸附容量qm。不同实验条件下得到的v0和qm按照如下顺序排列：-0.6V> OC>0.6V>粉体MWNTs。-0.6V电位下的v0分别是开路电位和粉体碳纳米管吸附的1.5倍和7.9倍,qm分别是开路电位和粉体碳纳米管吸附的1.5倍和1.7倍。相比之下,电增强碳纳米管吸附能够提高吸附Phe的u0,-0.6V电位下的v0分别是开路电位和粉体碳纳米管吸附的3.3倍和9倍,但是对qm没有影响。(4)考察电增强多壁碳纳米管吸附PFOA和PFOS的效果。研究表明,电增强多壁碳纳米管吸附PFOA和PFOS的动力学符合二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。外加0.6V电位获得的u0和qm高于-0.6V电位和开路电位下的v0和qm。特别是与粉体碳纳米管吸附相比,0.6V电位下的v0和qm显著提高,v0分别提高了60倍(PFOA)和41倍(PFOS),qm分别提高了150倍(PFOA)(?)和94倍(PFOS)。分析多壁碳纳米管的zeta电位、电极的零电荷点和零电荷电位发现增强的静电吸附作用是u0和qm提高的主要原因。溶液pH值和电解质浓度对PFOA和PFOS的吸附容量有一定的影响。此外,通过900C条件下水洗能够有效实现电极的再生和重复利用。考察污染物结构性质对电增强吸附效果的影响。研究表明,与疏水性化合物相比,电增强碳纳米管吸附适合用于亲水性化合物的有效去除。本论文采用碳纳米管电增强吸附的方法实现了PFOA和PFOS等全氟烷酸化合物的有效去除,为碳纳米管应用于污染物吸附提供了理论依据,促进了碳纳米管在水污染控制领域的应用和发展。