《雙功能介孔TiO2的製備及去除水中PFOS機理研究》是依託南京理工大學，由江芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雙功能介孔TiO2的製備及去除水中PFOS機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：江芳
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對我國水體中廣泛存在的全氟辛烷磺酸(PFOS)污染，本項目擬製備同時具備吸附功能和光催化功能的介孔TiO2以去除水中的PFOS類化合物。本研究旨在揭示介孔TiO2表面特性與其吸附功能和光催化氧化功能間的內在關聯；闡明PFOS在介孔TiO2表面的吸附機理以及吸附飽和後在紫外光照射下的光催化氧化機理；明確影響吸附效率和光催化效率的關鍵因素。開展本課題研究對於水中PFOS等難降解環境激素類污染物的去除提供了一個新思路，對完善和豐富吸附理論及光催化理論，拓寬介孔鈦基材料在水處理中的套用範圍具有積極意義。
結題摘要
全氟化合物(Perfluorinated Compounds，PFCs)是指碳氫化合物及其衍生物中的氫原子全部被氟原子替代後形成的一類有機化合物。PFCs具有化學和熱穩定性好、表面活性高及疏水疏油性強等特性，被廣泛套用於工業生產和生活消費品生產領域。全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）是套用最廣泛的兩種PFCs；環境中的PFOS和PFOA對人體存在器官毒性、生殖與發育毒性等多種毒性。因此，去除環境中PFOS和PFOA十分必要。 由於PFOS和PFOA分子中C-F鍵鍵能極大，分子十分穩定，難以降解。本項目開展了水中PFOS和PFOA的吸附及光催化去除研究。以介孔氮化碳、聚苯胺納米管、TiO2納米管為吸附劑，研究了其對水中PFOS/PFOA的吸附效果，剖析了控制PFOS/PFOA吸附效率的因素，分析了吸附機理。以TiO2納米管和載鉑氧化銦納米棒為光催化劑，考察了其對水中PFOS/PFOA的光催化降解性能，分析了影響光催化效率的因素。研究了溶液pH值、共存離子等水化學條件對PFOS/PFOA吸附和光催化氧化效率的影響。 以SBA-15為模板、四氯化碳和乙二胺為碳源和氮源，在不同的焙燒溫度下，製備出一系列的介孔氮化碳（MCN）。結果表明，MCN對PFOS的吸附符合準二級動力學模型，PFOS在MCN-673、MCN-773和MCN-873的最大平衡吸附量分別為625.0、555.5和433.7mg/g；pH及共存離子等因素對MCN吸附PFOS具有一定的影響，其中pH的影響最為顯著。 以苯胺為原料、過硫酸銨為氧化劑、樟腦磺酸為摻雜酸，製備得到聚苯胺納米管，並用稀氨水對其進行去質子化得到基態聚苯胺納米管。鹽態聚苯胺納米管對PFOS和PFOA的最大平衡吸附量分別為1651和1100 mg/g，基態聚苯胺納米管對PFOS和PFOA的最大平衡吸附量分別為1540和1111 mg/g；pH及溫度等因素對PFOS和PFOA在聚苯胺納米管上的吸附具有一定的影響，其中溶液pH值影響較大。 採用模板法、在不同焙燒溫度下、負載不同量的貴金屬製備了一系列載鉑氧化銦納米棒。研究結果表明，焙燒溫度、載貴金屬種類、載鉑量以及溶液pH值對光催化降解PFOA效果均有一定影響，其中載鉑量3%、700 °C焙燒的氧化銦納米棒對PFOA的降解效果最佳。
