腐殖酸对胺基化聚丙烯腈的吸附和脱附

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1、腐殖酸对胺基化聚丙烯腈的吸附和脱附环境072班毕丽娟指导教师：王家宏陕西科技大学资源与环境学院陕西西安710021摘要：表面改性了的胺基化聚丙烯腈（APANFs）作为吸附剂来去除水溶液中的腐殖酸。实验发现在pH为2-10范围内APANFs对水溶液中的腐殖酸去除率很高。吸附等温线遵循Langmuir和Freundlich模型。吸附动力学遵循内扩散和接触吸附模式。X-射线光电子能谱学（XPS）和傅里叶变换红外光谱学（FTIR）研究显示聚丙烯腈在氮气条件下形成氨基团和腐殖酸吸附分子。实验表明，除了静电间的相互作用，表面络合也在APANFs吸附腐殖酸上起重要作用。在0.1molNaO

2、H溶液中APANFs能很好的吸附腐殖酸。再生的APANFs在随后的吸附周期内可被重复的利用，而且吸附能力没有显著的损失。关键词：聚丙烯腈；表面改性，吸附，腐殖酸的去除AdsorptionandDesorptionofHumicAcidOnAminatedPolyacrylonitrileFibersABSTRACT:Aminatedpolyacrylonitrilefibers(APANFs)werepreparedbysurfacemodificationandwereusedasanadsorbenttoremovehumicacidfromaqueoussolution

3、s.TheAPANFswerefoundtobeveryeffectiveinremovinghumicacidatthepHrangfrom2to10.TheadsorptionisothermobeyedboththeLangmuirandFreundlichmodels,andtheadsorptionkineticsfollowedaninitialdiffusion-controlledandthenanattachment-controlledadsorptionpattern.X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)andFouri

4、ertransforminfrared(FTIR)spectroscopyrevealedthatchenicalbondswereformedbetweenthenitrogenatomsintheaminegroupsonthefibersandhumicacidmoleculesadsorbed,suggestingthat,besideselectrostaticinteraction,surfacecomplexationalsoplayedanimportantroleinhumicacidadsorptionontheAPANFs.Thehumicacidads

5、orbedontheAPANFscanbeeffectivlydesorbedina0.1MNaOHsolution,andtheregeneratedAPANFscanbereusedinthesubsequentadsorptioncycleswithoutsignificantlossoftheadsorptioncapacities.KEYWORDS:Polyacrylonitrilefibera;Surfacemodification;Adsorption;Humicacidremoval1．前言腐殖质普遍存在于自然水域和土壤中，它的形成主要来源于自然界中动植物的分

6、解，所以经常有烷基和芳香烃官能团，例如羧基、酚羟基和醌。在自然水域中存在的腐殖质会带来各种各样的环境和健康问题。例如，腐殖质会造成水体产生不愉快的颜色、味道，它们包裹水体中的重金属和其它有机物来促进其在水系统中的流动[1]。另外，在水系统中，腐殖酸还能作为食物来促进细菌的生长，它也可能在水处理中与氯反应形成可能致癌性物质。因此，应该尽量减少饮用水及其它水域中腐殖质的存在。虽然近几年膜分离已逐渐应用于水处理系统中来满足更严格的水质量要求，但在将膜工艺广泛应12用于水处理时，膜污染也成为了一个亟待解决的问题[2]。处理腐殖酸后不仅导致膜的渗透性急速下降，而且它缩短了膜的寿命，这是

7、不可逆的[3,4]。为了克服这一问题，在膜处理之前，吸附剂在预处理中被应用，或作为单独的处理单元来减少在水中存在的腐殖酸。在很多文献中报道活性炭、树脂、壳聚糖、金属氧化物和聚吡咯颗粒等多种吸附剂能吸收水中的腐殖酸[5-13]。在吸附过程中，表面静电作用在带正电荷的吸附剂和带负电荷的腐殖酸中发挥着重要的作用。作者[7,13,14]指出聚吡咯颗粒有很高的零点电位电势，在去除水中的腐殖酸时有很高的效率。然而由于腐殖酸的大分子属性，就像大部分小孔吸附剂不能用于去除腐殖酸，许多常规的多孔吸附剂对去除腐殖酸也是无效