常见有机污染物在六方氮化硼纳米材料表面吸附的研究

摘要

六方氮化硼（hexagonal boron nitride，简称h-BN）是一种非常重要的二维纳米材料，与石墨是等电子体，由于其结构性质与石墨烯相似，故有“白色石墨烯”之称。由于其具有的化学惰性和结构稳定性，对人体和环境均无毒害作用。因此 h-BN材料在环境样品前处理方面和有机污染物去除方面具有巨大的应用前景。本文研究了六方氮化硼（h-BN）和磁性六方氮化硼（Magnetic h-BN）作为吸附材料，利用固相萃取（SPE）和分散固相萃取（dSPE）前处理技术吸附和去除环境中的有机污染物。
　　首先，以合成的h-BN为固相萃取柱填料，建立了固相萃取前处理与 GC-MS/MS分析环境水样中多氯联苯的方法。该实验通过单因素优化法选出影响吸附效率的最优条件。在最优的吸附条件下，通过该方法得到的7种 PCBs在2~1000 ng·L-1的线性范围内有良好的线性关系，相关系数在0.9934~0.9987之间，该方法有较低的检出限（0.24~0.50 ng·L-1，S/N=3:1）。将该方法应用于废水，当地湖水，雨水和饮用水等实际环境水样的分析，得到了较好的结果，样品的加标回收率在80.1％~108.9%之间。结果表明，将h-BN作为固相萃取柱填料从环境水样中萃取有机污染物有巨大的潜力，且萃取性能优于C18商业柱。
　　然后，以合成多孔的h-BN和Magnetic h-BN作为吸附剂，去除水中的对硝基甲苯、双酚A、菲和1-羟基芘四种有机污染物；通过研究发现，多孔的h-BN和Magnetic h-BN对4种有机污染物的吸附动力学行为符合准二级动力学方程，其吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型；吸附过程中，吉布斯自由能变为负，吸附过程可自发进行；且随着温度的升高，饱和吸附量呈减小趋势；多孔的h-BN和Magnetic h-BN对有机污染物都有较高的饱和吸附量，可以作为吸附剂去除水中的有机污染物。
　　h-BN作为吸附剂萃取环境水样中的PCBs，同时作为吸附剂去除水中的有机污染物都取得较好的实验结果，本研究对于以h-BN作为吸附剂去除水中的有机污染物有重要的理论价值和实用意义。

目录

声明

1 绪 论

1.1 引 言

1.2 环境中常见的有机污染物

1.3 二维材料及六方氮化硼纳米材料

1.4环境中有机污染物的前处理技术

1.5 常用分析仪器和分析方法

1.6 本文的研究内容与研究方法

2 以h-BN作为固相萃取的吸附剂萃取水中的PCBs

2.1 前 言

2.2 材料的合成与表征

2.3 萃取实验与方法学验证

2.5小结

3 h-BN及磁性h-BN对水中常见有机污染物的吸附

3.1 前 言

3.2 材料合成及吸附实验

3.3 材料表征及吸附机理分析

3.4小结

4 结论与展望

4.1 主要结论

4.2 存在的问题

4.3 主要创新点

参考文献

致谢

攻读硕士期间科研经历与主要成果

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