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《浙江大学》 2010年
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水中纳米碳管悬浮与去除的机理及影响因素

刘妮  
【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—聚合氯化铝(PAC)和十二水硫酸铝钾(KAl(SO_4)_2·12H_2O)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.干态粉体CNTs基本不能在地表水样中悬浮,但超声下能部分悬浮在TOC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(TX100)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~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和La~(3+)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KAl(SO_4)_2·12H_2O,但对TX100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。KAl(SO_4)_2·12H_2O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KAl(SO_4)_2·12H_2O浓度升高而下降。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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