摘要：

近年来复合污染在环境领域引起人类广泛关注.水体中存在重金属,农药,抗生素,消毒副产物等复合污染物,这些污染物相互影响,在水体中浓度较低,但具有高富集性,高毒性及内分泌干扰效应,对生态环境和人类健康存在潜在风险.由于环境基质效应的存在,常规水处理方法不能同时去除水体中的复合污染物.环糊精这类高分子具有"分子瓶"效应,可以富集水体中低浓度疏水性有机物,但由于缺少与重金属等无机物作用的位点而限制其进一步发展.本研究开发了一种具有配体特征的环糊精吸附材料,用于同时去除重金属离子和多环芳烃污染物. 合成一种新型的EDTA修饰的环糊精聚氨酯材料,开展其对重金属离子和多环芳烃复合污染物的吸附性能和机制研究.研究结果如下: (1)基于环糊精单体亲核取代反应,将β-环糊精(β-CD)特定羟基转变为对甲苯磺酸酯和乙二胺,得到两种反应活性中间体单-6-氧-对甲苯磺酰基-β-环糊精(mono-6-OTs-β-CD)和单(6-乙二胺-6-脱氧)-β-环糊精(mono-6-en-β-CD),进而通过与EDTA的酰胺反应制得EDTA取代的环糊精单体衍生物(mono-6-EDTA-en-β-CD),产率54%.以六亚甲基二异氰酸酯为交联剂,通过聚合反应得到EDTA修饰的环糊精聚氨酯材料(EDTA-appended-β-CDPU).材料呈无定形颗粒态,机械强度大,易于沉降分离. (2)考察吸附剂对Cu(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Ni(Ⅱ), Cd(Ⅱ),Zn(Ⅱ)五种重金属离子的吸附行为.结果发现吸附剂对五种重金属离子的吸附热力学符合Langmuir方程,最大吸附量分别为2.544,2.482,1.250,0.558,0.746mg/g,吸附常数为2.200,1.140,0.309,0.610.0.692L/mg;动力学符合准二级动力学模型,化学吸附为控速步骤.FTIR结果表明金属离子在吸附剂上的吸附位点是羧基离子(.COO3和-NH-;离子交换作用和配位作用是主要的吸附作用力. (3)考察存在与不存在Cu~2+情况下吸附剂对15种多环芳烃(PAHs)的吸附行为.结果发现当不存在Cu~2+时,材料对PAHs吸附分配常数(Kd)在0.82L/g到5.71L/g范围内变化.Cu2+加入后PAHs的吸附分配常数和吸附量均增大,通过比较不同吸附方式PAHs的Kd值表明Cu2+和PAHs在材料上的吸附具有不同的吸附位点及作用力,同时FTIR结果也证实了它们的吸附位点不重合,表明存在协同吸附.

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