碳納米管及TiO-,2-復(fù)合材料對三氯苯的吸附與再生研究.pdf

1、本論文對MWNTs及MWNTs/TiO2復(fù)合材料去除水中TCB吸附特性進行了研究。討論了碳納米管管徑大小、pH值、共存金屬離子、非離子型表面活性劑對MWNTs吸附效果的影響,研究了MWNTs及MWNTs/TiO2吸附去除水中TCB動力學(xué)和熱力學(xué)特征,并分別對以上兩種吸附劑的再生做了初步探討。
　　 通過搖床小試實驗考查了MWNTs及MWNTs/TiO2在不同條件下吸附去除水中TCB的效果,研究表明:MWNTs直徑對吸附效果有較大

2、影響,隨管徑減小,碳納米管表面曲率和比表面積都有所增加,對TCB的吸附量增加；pH值的變化對MWNTs及MWNTs/TiO2的吸附基本無影響；溶液中共存的金屬離子(Cu2+、Fe2+)對MWNTs的吸附效果及吸附動力學(xué)過程的影響甚微；溶液中共存的表面活性劑對吸附過程產(chǎn)生較大影響。當(dāng)表面活性劑濃度均為0.04.g/L時,Brij35對吸附的影響最大,其平衡吸附量僅為同等條件下未加表面活性劑時吸附量的57.3％,投加DBS和SDS后,平衡吸

3、附量分別為未投加時的90.5％和84.7％。溶液中表面活性劑濃度越大,其對吸附的阻礙作用越大。隨表面活性劑濃度的增大,覆蓋在MWNTs表面的表面活性劑分子越多,阻礙了MWNTs對TCB的吸附。通過動力學(xué)實驗對比,當(dāng)溶液中SDS濃度為0.2g/L時,MWNTs對1,2,3-TCB吸附速率常數(shù)減小為0.00597g/(mg·min),為同等實驗條件下未投加SDS時速率常數(shù)的71.4％。
　　 動力學(xué)研究結(jié)果表明,MWNTs及MWNT

4、s/TiO2對TCB吸附平衡曲線基本-致,在吸附過程的前30min,吸附速率較快,之后速率變緩,至80min基本達到吸附平衡。MWNTs及MWNTs/TiO2對1,2,3-TCB的吸附均能用假二級動力學(xué)方程來描述,吸附反應(yīng)速率常數(shù)分別為0.00836 g/(mg·min)和0.04159 g/(mg·min)。
　　 MWNTs對TCB的吸附可用Freundich吸附等溫式表示,MWNTs/TiO2對TCB的吸附與Freundi

5、ch吸附等溫式和Langmuir吸附等溫式符合都較好,說明負載TiO2后的MWNTs吸附特性有所改變。計算得出的如吉布斯自由能(ΔG0)、標(biāo)準(zhǔn)焓變(ΔH0)、熵變(ΔS0)等吸附熱力學(xué)參數(shù)表明,MWNTs及MWNTs/TiO2對TCB的吸附為自發(fā)吸熱反應(yīng)。
　　 MWNT通過熱再生即可達到較好的效果,一次再生后,再生效率高達97.65％；通過二次再生后吸附效率略有下降,再生效率為96.29％,說明MWNTs的可重復(fù)利用性較高。M