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腐殖酸广泛存在于天然水源中,是饮用水消毒副产物的前驱物。腐殖酸的亲疏水性和分子质量决定着饮用水处理方法与工艺的选择,同时也决定着不同方法与工艺对其可能的去除机制。因此寻找一种有效的方法来去除它是一项十分必要的工作。腐殖酸能与环境中的金属离子,如金属离子Cr(VI),发生相互作用,影响有机物的特性和去除,也对水环境中Cr(VI)污染防治有重要的影响作用。因此探索腐殖酸与Cr(VI)的相互作用对不同性能腐殖酸去除的影响影响机制研究具有重要的理论意义和实用价值。本论文系统研究了磁性离子交换树脂对有机物的去除效能和机制,以MIEX树脂作为吸附剂,以不同亲疏水性、不同分子量的腐殖酸作为吸附质,利用动力学、吸附平衡、热力学实验研究MIEX树脂去除不同性能腐殖酸的差异,揭示MIEX树脂去除腐殖酸的本质与机理。同时采用表征分析方法(Zeta电位、傅里叶红外光谱、三维荧光、紫外可见分光光度法等)考察了单因素(不同pH、不同Cr(VI)浓度、不同离子强度)对不同性能腐殖酸组分与Cr(VI)的相互作用的影响。基于以上基础,探讨了突发性Cr(VI)对MIEX树脂去除不同性能腐殖酸的影响机制。MIEX树脂吸附不同性能腐殖酸的吸附实验结果表明,MIEX树脂可以有效去除亲水性、疏水性和MW<10KDa的腐殖酸组分。溶液pH从6增加至9的变化,降低了不同性能的腐殖酸组分在MIEX树脂上的吸附效率。MIEX树脂对不同性能腐殖酸的吸附动力学过程符合拟二级动力学模型。当腐殖酸组分的分子量从MW<1 KDa增加到MW>10 KDa,达到平衡所需的时间从180 min缩短到30 min。与疏水性腐殖酸组分(50-90 min)相比,亲水性组分需要更长的时间(150 min)才能达到吸附平衡。其中,Sips模型可以很好地拟合腐殖酸在MIEX树脂上的吸附平衡数据。热力学实验参数表明腐殖酸组分在MIEX树脂上的吸附是自发的、吸热的、熵驱动的化学吸附过程。Cr(VI)与不同性能腐殖酸相互作用的Zeta电位实验结果表明,随着Cr(VI)浓度的增加,除了 1 KDa-5 KDa的腐殖酸,其他腐殖酸组分的Zeta电位绝对值呈现先减小再增大后减小的波动变化趋势。pH的增加使得<1 KDa与1 KDa-5 KDa腐殖酸组分的Zeta电位绝对值不断增大,其他组分的Zeta电位绝对值逐渐降低。同时离子强度的增加降低了腐殖酸组分溶液的负电性。红外光谱结果显示各腐殖酸组分均含有羟基、羧基、芳香类等含氧官能团,且随着Cr(Ⅵ)浓度、pH和离子强度的增加,红外光谱图的吸收峰均逐渐减弱。紫外和三维荧光光谱分析结果表明,疏水性有机物和大分子量有机物的芳构化程度较高,Cr(Ⅵ)与腐殖酸作用后溶液芳香度增加,共辄度降低。动态猝灭是各腐殖酸组分与Cr(Ⅵ)相互作用的猝灭机理。Cr(Ⅵ)对MIEX树脂去除不同性能腐殖酸的影响实验结果表明,Cr(Ⅵ)促进了 MIEX树脂对大分子和疏水性腐殖酸的去除,但抑制中小分子和亲水性腐殖酸的去除。随着pH和MIEX树脂投加量的增加,MIEX树脂对腐殖酸的吸附量呈下降趋势,MIEX树脂优先吸附Cr(Ⅵ)。多种表征分析结果显示,MIEX树脂在扫描电镜图中呈颗粒球状,含有羧基、苯环、氨基、醚键、季胺基等官能团,吸附腐殖酸后的MIEX树脂的红外光谱振动吸收峰略有偏移,MIEX树脂表面的孔径明显减少。以上结果表明,MIEX树脂能有效去除亲、疏性有机物和中小分子质量的有机物。Cr(Ⅵ)的存在促进了 MIEX树脂对大分子和疏水性腐殖酸的去除,但抑制了中小分子和亲水性腐殖酸的去除。