人工濕地填料對雌激素的吸附特性及機理研究.pdf

1、本文以人工濕地常用填料陶粒、沸石和鋼渣作為吸附材料對雌酮(Estrone，E1)和乙炔基雌二醇(17α-Ethinylestradiol，EE2)兩種類固醇雌激素的吸附特性進行了研究，并探討了主要吸附機理。
　　通過等溫吸附試驗，研究了陶粒、沸石和鋼渣三種填料對E1和EE2的吸附特性，考察了溶液濃度、基質粒度、溫度、pH和固液比等多種因素對填料吸附雌激素的影響。結果表明，三種填料對雌激素的吸附量順序為陶粒＞沸石＞鋼渣，且陶粒對E1

2、的吸附量大于EE2，沸石和鋼渣對E1的吸附量小于EE2。隨著溶液濃度的升高和基質粒度的減小，填料的吸附量逐漸增大;隨著溫度的升高，吸附量增大，溫度超過25℃后增加速度緩慢;而pH變化對填料吸附雌激素的影響不大;陶粒吸附E1和EE2的最佳固液比為2g∶50mL，沸石和鋼渣吸附兩種雌激素的最佳固液比為3g∶50mL。
　　對填料的等溫吸附進行Langmuir模型和Freundlich模型的擬合，發(fā)現(xiàn)Freundlich模型對實驗結果的

3、擬合性較好。對E1和EE2在相同濃度1000μg/L下進行競爭吸附，發(fā)現(xiàn)填料對兩種雌激素競爭吸附的吸附量比單獨吸附實驗的吸附量均有所減小，而對雌激素的吸附總量較單獨吸附時變大。脫附性研究表明，脫附率大小表現(xiàn)為陶粒＞沸石＞鋼渣。根據(jù)對填料吸附雌激素前后的紅外光譜檢測結果推測，填料對雌激素的吸附主要為物理吸附作用。
　　動力學研究結果表明:準二級動力學模型對三種填料吸附雌激素的動力學描述最為準確，準一級動力學次之，顆粒內(nèi)擴散模型最差，

4、可以應用準二級動力學模型對填料吸附雌激素的最大吸附量進行估算。溶液濃度增大時，填料對雌激素的吸附量增大，速率常數(shù)減小，平衡時間延長;填料基質粒度減小，對雌激素的吸附量增大，速率常數(shù)增大，平衡時間縮短;溫度升高，填料對雌激素吸附量增加，速率常數(shù)增大，平衡時間縮短。
　　熱力學研究結果表明，填料對雌激素吸附系統(tǒng)ΔG0＜0，ΔH0＞0，ΔS0＞0，表明吸附反應是熵驅動的自發(fā)過程，過程中吸熱，并判斷吸附機理為物理吸附。
　　填料吸附