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双酚A(BPA)是一种典型的环境内分泌干扰物,可严重影响人和动物的生长、发育和繁殖。由于BPA在塑料工业中的广泛应用,其在环境中的存留和扩散引起了社会的普遍关注和担忧。如何去除环境中的BPA也成为环境科学领域的热点和难点课题。 在BPA常用的去除方法中,吸附法由于方法简单、快速、不产生二次污染等优点越来越受到重视。针对目前文献报道的粉体吸附剂吸附容量低、分离回收困难等问题,本文首先通过十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯,采用溶胶凝胶法制备出CTAB改性的SiO2材料(Ms(x)),并将其负载于醋酸纤维素膜中,得到了高效吸附、分离效果良好、易于重复使用的酸纤维素复合膜吸附剂(CA-Ms(X))。采用扫描电镜、透射电镜、比表面积测试、红外光谱、能谱对两种吸附材料的微观结构、比表面积和成分进行了表征。考察了两种材料对水相中双酚A的吸附性能,分析了溶液的pH值、吸附时间、双酚A初始浓度、温度以及水中无机盐等因素对双酚A吸附的影响。并用准二级动力学方程、Langmuir等温吸附模型、Freundlich等温吸附模型及热力学方程对实验结果进行模拟分析。 CTAB改性的SiO2材料(Ms(x))具有以CTAB胶束为核、SiO2为壳的结构,CTAB胶束对疏水性有机物的增溶效果使其具有很高的吸附容量,其对双酚A的理论最大吸附量高达305.81mg/g,吸附平衡时间为120min。 醋酸纤维素复合膜吸附剂(CA-Ms(X))从水相中分离的性能比粉体吸附剂有了很大改善,而吸附容量依然维持在较为理想的水平,其对双酚A的理论最大吸附量高达159.74 mg/g,吸附平衡时间为720min。在CA-Ms(X)的再生及重复利用实验中,吸附剂薄膜可以用镊子或简单漏斗过滤取出,且在水相中没有悬浮微粒,监测双酚A剩余浓度时无需膜过滤。 对材料的吸附机理研究发现,Ms(X)和CA-Ms(X)的动力学模型均符合准二级动力学方程,热力学等温模型均符合Langmuir方程,通过热力学参数分析发现,Ms(X)的吸附过程为自发的放热过程,而CA-Ms(X)材料在低温区是自发放热过程,在高温区是非自发的放热过程,两种材料的吸附过程中熵为负值,说明在固液表面的整个吸附过程中混乱度在不断减小。