β-环糊精磁性材料对双酚S的吸附性能研究

来源 :辽宁石油化工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zhaoyuanhappy200
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双酚S(BPS)用途广泛,但在生产和使用过程中对水环境存在污染问题,作为一种内分泌干扰物,容易引起人或动物雌激素异常、肥胖、内分泌功能紊乱等多种疾病,因此需要寻求高效的吸附剂从水溶液中将其去除。本论文在NaOH水溶液中,以环氧氯丙烷为交联剂,分别合成了β-环糊精/环氧氯丙烷聚合物(β-CDP)和磁性β-环糊精/环氧氯丙烷聚合物(β-CDP@Fe3O4),用于研究吸附水溶液中的BPS的吸附性能,推测其吸附机理。主要内容如下:(1)通过单因素实验得出,在温度为298 K、pH为5.4、β-CDP用量为0.05 g、BPS初始质量浓度为100 mg·L-1、BPS溶液体积为50 mL、吸附时间为60 min的条件下,吸附量为73.6 mg·g-1,吸附率为73.6%。在pH为5.5,吸附时间为150 min,β-CDP@Fe3O4用量为0.075 g,BPS的浓度为50 mg·L-1的条件下吸附率为91.1%,吸附量为30.4 mg·g-1。(2)吸附动力学表明β-CDP和β-CDP@Fe3O4吸附BPS均符合准二级动力学模型,表明化学吸附为速率控制步骤。(3)β-CDP和β-CDP@Fe3O4吸附BPS均符合Langmuir吸附等温模型,表明吸附BPS在β-CDP表面上形成了单分子层覆盖;β-CDP吸附BPS为自发且放热过程。(4)解吸实验表明,两种吸附材料连续再生6次均能保持良好的吸附性能,但通过磁铁更容易使β-CDP@Fe3O4与BPS溶液分离。(5)动态实验表明,最佳吸附条件为体积空速20 h-1,BPS初始浓度为100 mg·L-1。在此条件下,与初次吸附时穿透时间(30 h)和饱和时间(56 h)相比,经过2次动态再生后穿透时间(24 h)和饱和时间(49h)没有明显缩短。在空速为20 h-1时,吸附50 mg·L-1、100 mg·L-1和150mg·L-1的BPS溶液,Thomas动态吸附模型计算平衡吸附量分别为81.4mg·g-1,93.8 mg·g-1,98.9 mg·g-1。(6)β-CDP和β-CDP@Fe3O4吸附BPS机理表明:通过BPS的羟基与β-环糊精形成氢键作为推动力,并借助β-环糊精空腔内部的疏水作用,使得BPS进入空腔形成包结物。
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