水中纳米碳管悬浮与去除的机理及影响因素

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1、浙江大学硕士学位论文摘要⑧摘要纳米碳管(CNTs)难免会在其生产、使用和处置过程中，通过废水排放、地表径流、大气沉降等途径进入水环境，影响水生生态系统，并可能通过饮用水和水生生物影响人体健康。因此，CNTs的水环境行为倍受关注。本文率先研究了CNTs在地表水样中的悬浮性能，以单宁酸(TA)作为天然有机质(NOM)的模型化合物研究了CNTs在水中的悬浮机理及影响因素，探明了常用混凝剂一聚合氯化铝(PAC)和十二水硫酸铝钾(KAI(S04)2．12H20)对水中悬浮CNTs的去除性能及机理。论文取得了一些有价值的成果：1．于态粉体CNTs基本不能在地表水样中悬浮，但超声下能部分悬浮在TOE

2、较高的水样中。阳离子表面活性剂(CTAB)悬浮的CNTs受阴离子压缩双电层作用在所有水样中均能团聚沉淀；阴离子(SDBS)和非离子(TXl00)表面活性剂悬浮的CNTs在水样中能部分保持悬浮，悬浮性能与水中阳离子含量相关。2．TA能强烈吸附在CNTs表面，pH>5时，吸附态TA通过静电排斥和空间位阻促进CNTs悬浮；pH<5时，吸附态TA分子能桥联聚沉悬浮的cNTs。Na+、Ca2+、M孑+和口+等会压缩CNTs的双电层使其团聚沉淀，临界絮凝浓度与离子价态呈指数关系，符合Schulze．Hardy法则。3．PAC对TA、腐殖酸和SDBS悬浮的CNTs的去除率优于KAI(S04)2．12

3、H20，但对TXl00悬浮的CNTs的去除率相对较差，两种混凝剂均不能有效去除CTAB悬浮的CNTs。PAC的混凝沉淀是凝聚和絮凝同时作用的过程，是吸附电中和、压缩双电层和吸附架桥等同时作用的结果，CNTs去除率随PAC浓度变化曲线呈倒“U”型。KAI(S04)2．12H20的混凝沉淀是凝聚的过程，以压缩双电层为主，吸附电中和为辅，CNTs去除率不会随KAI(S04)2．12H20浓度升高而下降。关键词：纳米碳管；悬浮剂；水处理；地表水浙江大学硕士学位论文ABSTRACT⑧ABSTRACTCarbonnanotubes(CNTs)willbeinevitablyreleasedinto

4、theaqueousenvironmentduringmanufacturing，useand／ordisposal．IncreasingstudiesshowthetoxicityofCNTs，whichraisesconcernsovertheirfateandtransportinthewater．StabilizationandremovalaretwokeyprocessesdeterminingthefateandtransportofCNTsintheaqueousenvironment．Therefore，thispaperWasaimedtostudy：(1)stab

5、ilizationofmultiwalledcarbonnanotubes(MWNTs)ineighttypesoffreshsBrfacewaters；(2)interactionofCNTswithtannicacid(TA，asasurrogateofnaturalorganicmatter)anditsroleforCNTstabilizationinwater；(3)removalefficienciesofdispersants-stabilizedCNTsfromwaterbytwocommonlyusedcoagulants—polyaluminumchloride(P

6、AC)andKAI(S04)2·12HEO．Themainresultsareasfollows：1．MWNTsinparticulateaggregatescouldnotbestabilizedinanyofthewatersamplesbyshaking，butcouldbestabilizedinonetypeofwatersamplewitharelativelyhi曲contentoftotalorganiccarbonbysonication．Thestabilityofsurfactant-facilitatedMWNTsuspensionsinthewatersamp

7、lesdependedonthetypesofsurfactantandwater．Sodium—dodecyl-benzenesulfonate(SDBS)andpolyethylene-glycol—octylphenyl—ether(TXl00)stabilizedMWNTscouldpartlysuspendedinthewatersamples．Forcetyltrimethyl—ammonium-bromide(CTAB)facil