本论文对MWNTs及MWNTs/TiO2复合材料去除水中TCB吸附特性进行了研究。讨论了碳纳米管管径大小、pH值、共存金属离子、非离子型表面活性剂对MWNTs吸附效果的影响,研究了MWNTs及MWNTs/TiO2吸附去除水中TCB动力学和热力学特征,并分别对以上两种吸附剂的再生做了初步探讨。
　　 通过摇床小试实验考查了MWNTs及MWNTs/TiO2在不同条件下吸附去除水中TCB的效果,研究表明:MWNTs直径对吸附效果有较大影响,随管径减小,碳纳米管表面曲率和比表面积都有所增加,对TCB的吸附量增加；pH值的变化对MWNTs及MWNTs/TiO2的吸附基本无影响；溶液中共存的金属离子(Cu2+、Fe2+)对MWNTs的吸附效果及吸附动力学过程的影响甚微；溶液中共存的表面活性剂对吸附过程产生较大影响。当表面活性剂浓度均为0.04.g/L时,Brij35对吸附的影响最大,其平衡吸附量仅为同等条件下未加表面活性剂时吸附量的57.3％,投加DBS和SDS后,平衡吸附量分别为未投加时的90.5％和84.7％。溶液中表面活性剂浓度越大,其对吸附的阻碍作用越大。随表面活性剂浓度的增大,覆盖在MWNTs表面的表面活性剂分子越多,阻碍了MWNTs对TCB的吸附。通过动力学实验对比,当溶液中SDS浓度为0.2g/L时,MWNTs对1,2,3-TCB吸附速率常数减小为0.00597g/(mg·min),为同等实验条件下未投加SDS时速率常数的71.4％。
　　 动力学研究结果表明,MWNTs及MWNTs/TiO2对TCB吸附平衡曲线基本-致,在吸附过程的前30min,吸附速率较快,之后速率变缓,至80min基本达到吸附平衡。MWNTs及MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB的吸附均能用假二级动力学方程来描述,吸附反应速率常数分别为0.00836 g/(mg·min)和0.04159 g/(mg·min)。
　　 MWNTs对TCB的吸附可用Freundich吸附等温式表示,MWNTs/TiO2对TCB的吸附与Freundich吸附等温式和Langmuir吸附等温式符合都较好,说明负载TiO2后的MWNTs吸附特性有所改变。计算得出的如吉布斯自由能(ΔG0)、标准焓变(ΔH0)、熵变(ΔS0)等吸附热力学参数表明,MWNTs及MWNTs/TiO2对TCB的吸附为自发吸热反应。
　　 MWNT通过热再生即可达到较好的效果,一次再生后,再生效率高达97.65％；通过二次再生后吸附效率略有下降,再生效率为96.29％,说明MWNTs的可重复利用性较高。MWNTs/TiO2光降解60min即可达到较好的再生效果,一次再生后,再生效率为94.3％；通过二次再生后吸附效率基本不再下降,再生效率为94.2％。MWNTs/TiO2可用于受污染水源的原位修复,因而具有更加广阔的应用前景。