宋东宝,薛 冰,黄 鹏,张 鹏,孙红文

碳气凝胶的制备及其对极性农药的吸附性能

宋东宝,薛 冰,黄 鹏,张 鹏*,孙红文

(南开大学环境科学与工程学院,环境污染过程与基准教育部重点实验室,天津市城市环境污染诊断与修复技术工程中心,天津 300350)

以机械球磨联合TEMPO氧化对木浆纤维进行预处理,并通过高温热解制备碳气凝胶,对其形貌、元素组成、比表面积、孔径结构以及表面官能团进行表征分析,并以阳离子型吡虫啉(IMI)和阴离子型2,4-D为目标物评价其吸附性能.结果表明:经机械球磨联合TEMPO氧化改性显著增加碳气凝胶的孔和表面C=O官能团含量、比表面积及极性,降低其片层厚度和芳香性,其表面积可达2631m²/g.碳气凝胶对IMI和2,4-D的吸附均符合Freundlich模型.IMI在碳气凝胶上的主要吸附机制为阳离子/p/π-π电子供体-受体相互作用、氢键、孔填充作用、静电吸引作用等,而静电排斥作用是抑制2,4-D吸附的主要因素,且IMI和2,4-D最高吸附量分别可达437和286mg/g.因此,通过机械球磨联合TEMPO氧化改性制备碳气凝胶在吸附去除水体有机污染物领域具有潜在应用价值.

机械球磨；TEMPO氧化；碳气凝胶；吸附；极性农药

近年来,随着化工、制药、印染等行业的迅速发展,各种难降解有机废水引发的环境问题愈来愈严重[1-2].这些有机废水成分复杂、亲水性强、毒性大,排入水体后会对生态环境和人类健康造成极大威胁.吸附法因具有快速、高效、操作简便等优点被广泛应用于多种行业有机废水的去除[3-5].其中,开发廉价、高……