【摘 要】
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萘是一种工业上应用广泛的稠环芳烃,由于萘具有高的生物毒性,致癌性和累积性,淡水中污染萘的去除已引起人们的广泛关注。本文综述了近几年来可用于去除萘等多环芳烃吸附剂的研究进展,在此基础上,制备了两种可用于去除萘的吸附材料,表征了所得材料的结构,评价了所得材料对水相中萘的吸附性能。以氯甲基萘为原料,利用Friedel-Crafts烷基化反应,一步缩聚合成得到萘亚甲基衍生的多萘环低聚物,经炭化脱氢交联得到
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萘是一种工业上应用广泛的稠环芳烃,由于萘具有高的生物毒性,致癌性和累积性,淡水中污染萘的去除已引起人们的广泛关注。本文综述了近几年来可用于去除萘等多环芳烃吸附剂的研究进展,在此基础上,制备了两种可用于去除萘的吸附材料,表征了所得材料的结构,评价了所得材料对水相中萘的吸附性能。以氯甲基萘为原料,利用Friedel-Crafts烷基化反应,一步缩聚合成得到萘亚甲基衍生的多萘环低聚物,经炭化脱氢交联得到具有良好热稳定性的炭材料,再通过KOH活化制备得到具有高比表面积的多孔炭材料(CMNAC),考察了活化温度、活化剂的比例对材料结构的影响。利用FT-IR,XPS,SEM和N2吸附-脱附等对中间体和多孔炭材料的结构和形貌进行了表征。结果表明,炭材料的比表面积和孔体积随活化温度的升高而增加,SBET达到1020.06 m2/g,XPS分析表明,炭材料的C原子主要由sp2杂化的组成,说明在活化过程中,不饱和的萘环结构单元依然保存。吸附实验数据表明,多孔炭材料可以快速从水中去除萘,10min可达到吸附平衡。吸附动力学数据符合准二级方程规律,吸附等温数据可用Langmuir等温模型拟合,Langmuir模型估算的最大理论吸附量可达186 mg/g。吸附热力学研究表明萘在CMNAC-800(2:1)上的吸附是一个自发,放热的过程。以CMNAC-800(2:1)为吸附剂,在25 oC下吸附1 h,萘的去除效率可达99.7%,循环四次后,去除效率仍可达91%,说明CMNAC-800(2:1)具有高的吸附性能和可回收性。利用氯甲基萘和1,4-二氯甲基萘与萘的Friedel-Crafts烷基化反应制备萘亚甲基化超交联聚合物(HCPs)。探讨了氯甲基萘、1,4-二氯甲基萘在超交联聚合物制备中的作用,考察了1,4-二氯甲基萘与萘的投料比对HCPs形成的影响。SEM分析显示,HCP-8表面存在均匀的纳米球状颗粒。吸附实验数据表明,HCPs对萘具有较快的吸附速率,吸附可在20 min达到平衡。吸附动力学数据符合准二级方程规律,吸附等温数据可用Freundlich等温模型拟合,HCP-8的吸附量可达176.60 mg/g。颗粒内扩散模型不能很好拟合实验数据表明内扩散不是唯一的控速步骤,吸附剂和吸附质之间可能存在π-π电子作用。吸附热力学研究表明吸附是一个自发的过程。
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