全氟辛烷磺酸和全氟辛酸吸附在活性炭和树脂的动力学和等温线研究

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1、全氟辛烷磺酸和全氟辛酸氨吸附在活性炭上的动力学和等温线研究实验简介近年來，全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)因为其分布广、持久性强、易生物累积以及具具有潜在毒性而越来越吸引全球的关注。通过研究粉末活性炭(PAC),颗粒活性炭(GAC)和阴离子交换树脂(aidOO)去除水中的PFOS和PFOA的可行性来研究全氟辛烷磺酸和全氟辛酸氨的吸附动力学和吸附等温线的性质。吸附动力学表明吸附剂颗粒的大小影响吸附速度，GAC和ai400需要超过168小时才可以使其达到平衡，PAC则需耍多达172个小时。

2、两个动力学模型被用来描述实验数据，准二级动力学模型则很好地描述了PFOS和PFOA在三种吸附剂上的吸附性。根据Langmuir模型的拟合，吸附等温线表明颗粒活性炭在三种吸附剂中对PFOA和PFOS的吸附能力都是最差的，而PAC和ai400具有最高的吸附能力对PFOS的吸附能力为1.04毫摩尔克，对PFOA的吸附能力为2.92毫摩尔克。根据吸附行为与吸附剂和被吸附物的特性，推导出离了交换、静电作用以及疏水物质的相互作用都涉及吸附行为，一些半微粒和微粒可能在粒内空隙中形成。一、前言表面活性剂、乳化剂、阻

3、燃剂、聚合物添加剂等全氟化合物(PFCs)被广泛的应用在工业和商业应用已经50年。常用、且能在环境屮发现的大多数全氟化合物(PFCs)有全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA),它们可直接由污染源排放或微生物降解其他全氟化合物产生。幽PFOS和PFOA被发现其具有分布广、持久性强、易生物累积以及其具有潜在毒性的特点，它们越来越吸引全球的关注，而且被提出作为持久性有机污染物(POPs)的候选者(giesy和Karman,2002；洛斯等人。，2008)o不同于其他典型POPs,PFOS和PFOA

4、有很高的水溶性，从而能够存在水环境屮很容易的扩散传播。到日前为止，他们已在世界任何角落的污水，地表水，地下水，口来水中被发现(Fujii等人。，2007)。工业废水是PFOS和PFOA的重点来源，并作为PFOS和PFOA的前体进入天然水体(汉森等人。，2002；普利维多洛斯等人，2006)。许多研究人员发现高浓度的PFOA和PFOS集中在德国(卢斯等人。，2008)和美国(汉森等人。，2002；辛克莱等人。，2006)的PFCs工厂。此外，由于消防意外释放泡沫，在加拿大附近河中检测的PFOS浓度在1

5、毫克每升。(Moody等人。，2002)。Tang等人报告：在从半导体光刻制造T艺产生的污水屮的PFOS浓度高达1650毫克/升，这将如果被排放到环境将造成严重的污染。因此，开发有效的技术去除丁业废水中的PFOS和PFOA变得至关重要。包括生物降解、氧化和述原的一些常规技术，都难以在一般环境中破坏的全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸鞍(PFOA),这是因为它们的性质稳定。(Key等人。，1998；施罗德和密斯特，2005)。最近的研究表明，有一些特殊的技术，如在氮气环境汇总进行超声辐照(Moriwa

6、ki等人。，2005),在有单质铁的亚临界水中(Hori等人。，2006),紫外线照射(Yamamoto等人。，2007)和维生素B12/T1酸盐在缺氧环境下还原(奥乔亚埃雷拉等人，2008)可在溶液中分解PFOS或PFOA,但这些特殊条件需要高能量消耗。此外，利用商业反渗透和纳滤膜能有效的从废水中分离PFOS（Tangetal.o,2006,2007）,我们以前的研究发现，chitosanbased分子印迹吸附剂能有效的从水水中选择性的去除PFOS（Yu等人。,2008）o吸附作用己被证明是一个经

7、济有效去除水中污染物的方法，但只有极少数的论文是关于利用商业吸附剂去除PFOS或PF0A的（Lampert等人，2007；奥乔亚。埃雷拉和塞阿尔瓦雷斯，2008）。一些研究人员报道，全氟表面活性剂可以很容易地穿透德国水厂颗粒活性炭层，令人怀疑的是活性碳是有效的PFOS和PFOA的去除剂（舍费尔2006）。由于没有详细的调查研究，所以H前还不清楚是否常规吸附剂能有效的去除水屮的PFOS和PFOAo因此，一旦水被PFOS或PFOA污染，我们需要知道利用什么吸附剂有效清除。本研究的目的是调查包括活性炭和树

8、脂在内的吸附剂对PFOS和PEOA的吸附作用，并评估从水中去除PFOS和PFOA的可行性。详细研究了吸附动力学在不同的溶液pH值和吸附等温线利用颗粒活性碳，粉末活性炭和阴离了树脂吸附PFOS和PFOAo还讨论了可能发生在吸附剂和被吸附物之间的相互作用。二、材料与方法（略）三、结果与讨论3-1吸附动力学图1显示了PFOS和PFOA在的DAC,PAC和ai400三种吸附剂上的吸附动力学。虽然所有的吸附过程都具有时间依赖性，但其动力学描述却有很大的不同。曲此可见，PFOS和