多官能化非织造布对水中内分泌干扰物的强化吸附性能及机理研究

摘要

内分泌干扰物(endocrine-disrupting chemicals，EDCs)是一种新兴的环境污染物，因其对生物体内分泌系统的干扰作用而引起了公众的广泛关注。邻苯二甲酸脂(PAEs)是一类重要的化合物和中间体，其中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛脂(DOP)是目前产量最高、应用最广泛的两种邻苯二甲酸脂，随着经济的快速发展而被大量应用于工业生产中。作为典型的EDCs，DBP和DOP在多种环境介质中被检测到，因此本研究选择它们为目标污染物。
　　在本研究中，以PP非织造布为基体，甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和正辛基苯胺(n-OA)为单体，采用紫外辐照接枝和胺化开环的方法构建了一种含烷基苯胺的PP非织造布吸附剂(PP-g-GMA-(n-OA))。采用FT-IR、XPS、SEM、接触角测量等技术对改性前后的PP非织造布的官能团构成、元素组成、表观形貌、亲水性能进行了系统研究。为了阐明该材料的吸附作用机理，采用类似的制备方法制备了PP-g-GMA-DA材料作为对比吸附剂。通过吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学的分析，系统研究了PP-g-GMA-(n-OA)对DBP和DOP的吸附性能和吸附行为，并详细探讨了其吸附机理。同时考察了温度、pH、离子强度、腐殖酸(HA)等环境因素对其吸附过程的影响。最后，对PP-g-GMA-(n-OA)吸附-解吸再生性能进行了研究。主要研究结论如下;
　　(1)实验结果表明;PP-g-GMA-(n-OA)对DBP和DOP的吸附动力学符合拟二级动力学模型;吸附热力学符合Fruendlich等温线模型，DBP和DOP的平衡吸附量分别为184.9mg/g和272.4mg/g，表明对DBP和DOP和的吸附是一个非均质的多层吸附过程;吸附是一个自发进行的放热反应。
　　(2)在DBP和DOP的吸附过程中，受温度、pH、和HA的影响较大，受离子强度影响相对较小。高温不利于吸附，导致吸附量降低;强酸性或碱性条件下吸附量降低;一定范围的离子强度能够促进吸附进行;存在腐殖酸时，吸附量大大增加。
　　(3)对吸附机理进行探讨。PAEs（DBP和DOP）的吸附主要依靠材料表面与其形成的疏水作用、氢键作用及π-π作用三种吸附作用力的协同效应。
　　(4)PP-g-GMA-(n-OA)具有较好的稳定性和再生，并经过5次吸附-解吸后，对PAEs（DOP和DBP）的吸附效率仍能达到原吸附量的91％以上。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 内分泌干扰物概述

1．2．1 内分泌干扰物的种类

1．2．2 内分泌干扰物的特性

1．2．3 内分泌干扰物的危害

1．2．4 内分泌干扰物的处理技术

1．3 聚丙烯非织造布概述

1．4 本课题研究的意义及内容

1．4．1 课题的提出及意义

1．4．2 课题的主要内容

第二章 多官能化聚丙烯非织造布的制备及表征

2．1 引言

2．2 实验试剂及仪器

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．3 烷基苯胺功能化聚丙烯非织造布的制备

2．3．1 甲基丙烯酸缩水甘油酯的引入

2．3．2 胺化开环反应

2．4 改性前后PP非织造布的表征方法

2．5 结果与讨论

2．5．1 PP-g-GMA-(n-OA)制备研究

2．5．2 改性前后PP非织造布的表征

2．6 本章小结

第三章 多官能化聚丙烯非织造布对邻苯二甲酸脂的吸附行为与机理

3．1 引言

3．2 实验药品及设备

3．3 吸附性能评价

3．3．1 吸附动力学实验

3．3．2 吸附等温实验

3．3．3 吸附热力学实验

3．3．4 解吸再生实验

3．4．1 吸附动力学

3．4．2 吸附等温线

3．4．3 吸附热力学分析

3．4．4 吸附机理

3．4．5 解吸与再生

3．5 本章小结

第四章 多官能化聚丙烯非织造布吸附邻苯二甲酸脂的影响因素研究

4．1 实验药品及设备

4．2 实验设计

4．2．1 各单因素对吸附去除效果的影响实验

4．3 结果与讨论

4．3．1 pH值的影响

4．3．2 离子强度的影响

4．3．3 腐殖酸的影响

4．4 本章小结

第五章 结论及展望

5．1 全文结论

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢