论文部分内容阅读
全氟辛烷磺酸盐(PFOS)和全氟辛烷羧酸盐(PFOA)为典型的全氟化合物,以不同的污染水平广泛分布于全球范围的环境介质和生物体内,工业废水的排放是其进入环境的重要途径。目前废水中的PFOS和PFOA处理方法以化学法和物理法为主,由于其浓度不高,直接应用化学法降解效率较低,吸附法由于其效率高、易操作等特点,是去除水相中PFOS和PFOA的有效方法,使用微磁珠、壳聚糖材料、树脂材料为吸附剂,对水中的PFOS和PFOA进行吸附去除。本文结合课题组前期的研究成果及其他已有的报道,针对用于吸附去除PFOS和PFOA的表面氨基改性微磁珠存在氨基脱落,进而影响吸附效能的问题,对微磁珠的制备条件进行了优化研究。实验中换用氨基偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和控制水醇比为0.03。实验表明优化后微磁珠氨基脱落的现象得到改善,对PFOS和PFOA具有稳定且较高的吸附、解吸效能和良好的循环利用性。酸性条件下,微磁珠对PFOS和PFOA饱和吸附量分别为28.5和24.3 mg/g。本研究利用壳聚糖结构中存在氨基并容易进行化学改性的特点,制备了磁性壳聚糖和壳聚糖小球两种吸附材料。使用壳聚糖材料对水中PFOS和PFOA的吸附、解吸,探讨其吸附机理。这两种壳聚糖材料对水中PFOS和PFOA的吸附去除效果良好。磁性壳聚糖对PFOS和PFOA饱和吸附量分别为43.5和35.7 mg/g,壳聚糖小球对PFOS和PFOA饱和吸附量分别为125和110 mg/g。离子交换树脂以离子交换、吸附为特点,是具有功能基团的网状结构高分子化合物。优点是吸附速度快、抗污染能力强、机械强度大、稳定性好和可循环使用。本研究选用四种常见胺基功能基团阴离子树脂对水中PFOS和PFOA进行吸附去除,并对四种不同树脂的吸附解吸性能做出评估。动态实验表明,选用吸附解吸效果好的IRA-900树脂,对PFOS和PFOA的吸附量为65 mg/g和82 mg/g。以0.5mol/L Na Cl+0.5 mol/L Na OH为脱附剂进行脱附,解吸率约为60%。微磁珠循环利用性好,壳聚糖材料吸附容量大,树脂材料易得且比较经济,这三类材料适用于不同的应用场景,通过吸附-脱附操作将水中的PFCs富集,再进行后续的化学处理。