改性溫敏水凝膠對疏水性有機污染物的吸附去除.pdf

1、疏水性有機污染物(HOCs)廣泛存在于廢水中，多數(shù)具有致癌、致畸、致突變效應，會對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成永久性危害。由于HOCs的低水溶性高親脂性，常規(guī)的物化方法對其處理效果通常較差，其生物可降解性低且具有毒害，會導致廢水生化處理工藝難以穩(wěn)定運行和達標排放，而吸附法雖有良好的去除效果，但其選擇性差且再生困難，難以實現(xiàn)大規(guī)模應用。溫敏水凝膠由于其獨特的溫度敏感性，具有再生容易和選擇性吸附等特點，如果骨架中引入疏水基團其會呈現(xiàn)疏水性，對HO

2、Cs能有效吸附。本文采用丙烯酸丁酯(BA)作為疏水單體，與N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚制得疏水改性溫敏水凝膠，并以五氯苯酚為疏水有機目標污染物，研究了疏水改性溫敏水凝膠對疏水性有機物的吸附行為和作用機理。
　　將BA引入NIPAM水凝膠骨架，得到PNIPAM-BA疏水改性溫敏水凝膠。采用SEM、DSC熱分析、接觸角測試等手段進行理化表征。結果表明，BA的引入增加了溫敏水凝膠的疏水性，其最低臨界溶解溫度(LCST)在30℃左

3、右，當溫度小于LCST時吸水溶脹，當大于LCST時失水收縮，利用其溫敏效應可實現(xiàn)目標污染物的選擇性吸附和吸附劑的再生利用。
　　對疏水改性溫敏水凝膠吸附五氯苯酚進行了研究，結果表明疏水基團的引入提高了其對五氯苯酚的去除效率。去除率最高的是BA含量為11％的PNIPAM-BA疏水改性溫敏水凝膠，該材料對五氯苯酚的去除率最高可達到95％，為傳統(tǒng)溫敏水凝膠的1.36倍。疏水改性溫敏水凝膠對五氯苯酚的吸附符合擬二級動力學和Langmuir

4、等溫吸附模型。吸附熱力學研究表明其對五氯苯酚的吸附是一個自發(fā)放熱的過程。溶液的pH值和溫度對吸附有很大影響，在pH=3條件下吸附最佳，隨溫度的增加吸附量明顯下降。吸附機理包括疏水分配作用與表面非線性分配共同作用，在低濃度時以疏水分配作用為主，疏水性表面在整個過程中發(fā)揮著極其重要的作用。
　　疏水改性溫敏水凝膠對疏水性有機污染物具有選擇吸附特性。在多元溶質體系中，苯酚及2，4-二氯苯酚的存在對疏水改性溫敏水凝膠吸附五氯苯酚存在一定的