碳系材料對水中三氯生和萘普生的吸附性能

鄧靖，盧遇安，肖子捷，張土喬，李軍，倪永炯，馬曉雁

（1. 浙江工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，浙江 杭州，310014；2. 浙江大學(xué) 建筑工程學(xué)院，浙江 杭州，310058；3. 江西理工大學(xué) 建筑與測繪工程學(xué)院，江西 贛州，341000）

碳系材料對水中三氯生和萘普生的吸附性能

鄧靖1， 2，盧遇安1，肖子捷3，張土喬2，李軍1，倪永炯1，馬曉雁1

（1. 浙江工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，浙江 杭州，310014；2. 浙江大學(xué) 建筑工程學(xué)院，浙江 杭州，310058；3. 江西理工大學(xué) 建筑與測繪工程學(xué)院，江西 贛州，341000）

通過序批試驗研究3種碳系材料對三氯生和萘普生的吸附性能，同時考察pH和離子強度對吸附效果的影響。研究結(jié)果表明：3種碳系材料的吸附能力從大至小的活性炭纖維、顆粒活性炭、多壁碳納米管。擬二級動力學(xué)模型更適合描述3種碳基材料對三氯生和萘普生的吸附過程。Langmuir模型能夠更準確地擬合三氯生和萘普生在3種碳系材料表面的吸附。3種碳系材料的吸附性能隨著pH升高而降低。由于靜電作用和鹽析效應(yīng)，活性炭纖維和顆粒活性炭的吸附量隨著離子強度的增強而增大；而團聚作用則使多壁碳納米管對三氯生的吸附量降低。

三氯生；萘普生；碳系材料；吸附；動力學(xué)；等溫線；離子強度

隨著環(huán)境分析技術(shù)的提高和人們環(huán)境意識的增強，水環(huán)境中研究的重點已不僅僅局限于傳統(tǒng)污染物，大量新興污染物尤其是藥物及個人護理品（PPCPs）也成為研究熱點。PPCPs包括大量不同種類的有機化合物，如抗生素、消炎藥、抗癲癇藥、血脂調(diào)節(jié)藥、β-阻抗劑、造影劑、抗菌劑、合成麝香、殺蟲劑、防腐劑等。經(jīng)過使用后，大部分PPCPs進入生活污水。由于污水處理廠常規(guī)處理工藝的去除效果有限，殘留的PPCPs可通過出水排入地表水，質(zhì)量濃度通常在ng·L-1級至μg·L-1級［1-2］。盡管在水環(huán)境中檢出的質(zhì)量濃度較低，但是PPCPs具有“假”持久性、生物累積性，通過生物富集和食物鏈傳遞對生態(tài)系統(tǒng)和人體產(chǎn)生潛在危害。三氯生（triclosan，TCS）是一種廣譜抗菌劑，廣泛應(yīng)用于洗手液、沐浴露、洗發(fā)劑、除臭劑和牙膏等日用化學(xué)品中。研究發(fā)現(xiàn)，TCS是一種疑似內(nèi)分泌干擾物［3］，可能擾亂甲狀腺激素平衡以及引發(fā)雌激素依賴型反應(yīng)［4-5］。此外，TCS能夠在自然光下分解為2，8-二氯二苯并-對-二惡英［6］；在消毒劑存在的情況下TCS易轉(zhuǎn)化為消毒副產(chǎn)物［7］。這些產(chǎn)物的毒性和持久性均可能強于母體化合物［6-7］。萘普生（naproxen，NPX）則是一種常用的非甾體抗菌藥，廣泛應(yīng)用于抗炎、解熱以及鎮(zhèn)痛。據(jù)報道，由ToxAlert和Microtox試驗得到的 NPX藥物安全性指標值（EC50）分別為 21.2和35.6 μg/L［8］。部分學(xué)者評估了NPX及其光解產(chǎn)物對水生生物如細菌、小型甲殼動物和藻類等的生態(tài)毒性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，部分光解產(chǎn)物的急性毒性和慢性毒性均強于母體化合物，而沒有發(fā)現(xiàn)遺傳毒性和致突變作用存在［9-10］。由于它們的廣泛使用且在水體中被高頻檢出［11-12］，選擇TCS和NPX作為本研究的目標污染物。為了避免氧化過程中中間產(chǎn)物可能產(chǎn)生的毒性影響，簡單、經(jīng)濟的吸附技術(shù)常被用于去除水中的有機污染物。在眾多吸附劑中，以顆?；钚蕴浚╣ranular activated carbon，GAC）為代表的碳系材料應(yīng)用最為廣泛。同樣作為碳系材料，活性炭纖維（activated carbon fiber，ACF）和多壁碳納米管（multi-walled carbon nanotubes，MWCNTs）也具備較大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，能夠去除大量有機污染物。然而，很少有學(xué)者對不同碳系材料的吸附性能進行系統(tǒng)對比。本文作者針對水體中PPCPs的污染問題，選擇TCS和NPX作為目標污染物，比較3種碳系材料GAC，ACF和MWCNTs的吸附性能，考察不同水質(zhì)條件如pH和離子強度對吸附效果的影響。

1　材料與方法

1.1試驗材料

TCS（純度≥97%）購自上海阿拉丁試劑有限公司，NPX（純度＞98%）購自美國Sigma-Aldrich公司，TCS 和NPX的主要物理化學(xué)性質(zhì)如表1所示。GAC購自上?；钚蕴繌S有限公司，MWCNTs（純度＞95%，外徑為10～20 nm，長度為10～30 μm）購自北京德科島金科技有限公司，ACF購自南通森友炭纖維有限公司。碳系材料在使用前進行適當(dāng)?shù)仡A(yù)處理：用去離子水煮沸2 h，然后用去離子水洗滌3次，以去除殘存在碳系材料中的有機和無機雜質(zhì)（ACF在預(yù)處理前先剪成長×寬為1 cm×1 cm的片狀）；最后，碳系材料在105 ℃下烘干待用。試驗中所用溶液均采用 Milli-Q超純水（18 M?·cm）配制。試驗中其他藥品，包括NaCl，NaOH，Na2CO3，NaHCO3和H2SO4等購自上海國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

表1　TCS和NPX的主要物理化學(xué)性質(zhì)Table 1 Selected physical and chemical properties of TCS and NPX

1.2分析方法

TCS和NPX均采用高效液相色譜（Waters 2010，美國）進行定量，裝配Waters Symmetry C18柱（內(nèi)徑×長度為4.6 mm×250 mm，硅膠粒度為5 μm）和UV可見光檢測器。TCS流動相采用乙腈和水體積比為75：25，檢測波長為280 nm，柱溫為30 ℃；NPX流動相采用乙腈和水（體積分數(shù)為 0.1%甲酸）體積比為70：30，檢測波長為230 nm，柱溫為35 ℃。采用掃描電鏡（XL30，Philips，荷蘭）和透射電鏡（JEM-2011，Jeol，日本）對碳系材料形貌進行表征。采用全自動比表面積儀和孔徑分析儀（ASAP-2010，Micromeritics，美國）測定碳系材料的比表面積和孔容。采用 Boehm滴定法測定碳系材料表面含氧官能團的定量［13］。碳系材料在不同 pH下的 Zeta電位由 Zeta電位儀測定（Zetasizer Nano，Malvern Instruments Ltd.，英國）。溶液pH采用雷磁PHS-3G型pH計進行測定。

1.3試驗方法

吸附試驗在一系列250 mL帶聚四氟乙烯內(nèi)襯瓶蓋的玻璃瓶中進行。將玻璃瓶固定在恒溫搖床中，搖速控制在180 r/min。在各瓶中分別裝入一定量的碳系材料（TCS投加10 mg，NPX投加20 mg）和200 mL指定質(zhì)量濃度的反應(yīng)液（2～20 mg/L）。在pH影響試驗中，采用0.1 mol/L NaOH或者H2SO4調(diào)節(jié)溶液pH至3～10。在離子強度影響試驗中，氯化鈉的濃度控制在 1～200 mmol/L。以上所有試驗的反應(yīng)時間均為48 h。吸附達到平衡后，用注射器取溶液3 mL，用孔徑為0.22 μm親水聚醚砜膜過濾，取1 mL上清液進行測定。

1.4數(shù)據(jù)分析

1） 碳系材料在某一時刻的吸附量以及平衡吸附量可通過下式計算：

式中：ρ0為吸附質(zhì)初始質(zhì)量濃度，mg/L；ρt為吸附質(zhì)在某一時刻的質(zhì)量濃度，mg/L；ρe為吸附質(zhì)平衡質(zhì)量濃度，mg/L；qt為吸附劑在某一時刻的吸附量，mg/g；qe為吸附劑平衡吸附量，mg/g；V為溶液體積，L；m為吸附劑質(zhì)量，g。

2） 吸附動力學(xué)模型。采用擬一級動力學(xué)和擬二級動力學(xué)模型擬合試驗結(jié)果。

擬一級動力學(xué)模型可以表示為

式中：k1為擬一級動力學(xué)模型的反應(yīng)速率常數(shù)，h-1。擬二級動力學(xué)模型可以表示為

式中：k2為擬二級動力學(xué)模型的反應(yīng)速率常數(shù)，h-1。

3） 吸附等溫模型。采用2種常用吸附等溫模型：Langmuir和Freundlich模型對試驗數(shù)據(jù)進行擬合。

Langmuir模型可以表示為

式中：KL為Langmuir吸附常數(shù)，L/mg；qm為最大吸附容量，mg/g。

Langmuir等溫線特性可由系數(shù)RL表征。

式中：ρ0，max為吸附質(zhì)的最大初始質(zhì)量濃度，本試驗取20 mg/L。

Freundlich模型可以表示為

式中：Kf和n為Freundlich常數(shù)。Kf與吸附劑的吸附能力有關(guān)，Kf越大，吸附能力越強；n與吸附推動力的強弱有關(guān)，n越大，吸附強度越強。

2　結(jié)果與討論

2.1碳系材料表征

圖1所示為3種碳系材料GAC，ACF和MWCNTs的電鏡圖。從圖1可見：GAC呈不規(guī)則狀，粒度分布不均勻；ACF則是圓柱形，表面光滑，直徑約為12 μm；MWCNTs屬于納米級材料，是一系列中空的細長管，管壁由很多層構(gòu)成。由于長度是微米級，且MWCNTs之間存在強烈的范德華力，致使大部分MWCNTs彼此纏繞而團聚在一起。此外，由于未經(jīng)純化處理，MWCNTs中存在部分黑色雜質(zhì)，可能是無定形碳和金屬催化劑顆粒。

表2所示為3種碳系材料的比表面積、微孔面積、孔容、微孔孔容和孔徑信息。從表2可以看出：ACF具有最大的比表面積、最大的孔容以及最小的平均孔尺寸。MWCNTs的團聚使其比表面積遠低于GAC和ACF。此外，GAC和ACF均是微孔吸附劑，微孔面積對比表面積的貢獻度分別達到 53.22%和 79.05%；MWCNTs則是介孔吸附劑，微孔面積對比表面積的貢獻度僅為2.44%，這部分孔隙主要是由MWCNTs團聚體形成的疏松堆積孔。

表3所示為3種碳系材料表面含氧官能團的含量。從表3可以看出：GAC和ACF表面的含氧官能團含量接近，GAC以羧基和內(nèi)酯基為主，ACF以羧基和酚羥基為主。而MWCNTs表面的含氧官能團則相對較少，主要是羧基，羧基含量超過了總量的75%。由此可以推出，MWCNTs表面的疏水性強于GAC和ACF。

圖1　3種碳系材料的電鏡圖Fig. 1　Electron microscope images of three carbon-based materials

表2　3種碳系材料的主要結(jié)構(gòu)特性Table 2 Selected properties of three carbon-based materials

表3　3種碳系材料表面含氧官能團的含量Table 3 Surface functional groups of three carbon-based materials mmol/g

2.2吸附動力學(xué)

吸附過程的動力學(xué)研究主要用來描述碳系材料對目標污染物吸附速率，通過動力學(xué)模型對結(jié)果進行擬合，從而探討其吸附機理。圖2所示為3種碳系材料對TCS和NPX的吸附動力學(xué)曲線。從圖2可知：3種碳系材料對TCS和NPX的吸附具有相似的趨勢。TCS和NPX的吸附隨著時間的延長而快速增加，隨后達到吸附平衡。3種碳系材料的吸附能力從大至小依次為ACF，GAC和MWCNTs，ACF對TCS和NPX的平衡吸附量分別為173.61 mg/g和94.17 mg/g。由表2還可知：ACF具有最大的比表面積（967.016 m2/g）和最大的微孔孔容（0.391 0 cm3/g）。本研究選取的目標污染物TCS和NPX均為小分子有機物，更易于進入碳系材料的微孔中。而MWCNTs是一種介孔吸附劑，且相互之間的團聚大大降低了它的比表面積，這是MWCNTs吸附性能最低的主要原因。此外，3種碳系材料對TCS的吸附性能均強于NPX，這主要是因為3種碳系材料均為疏水型吸附劑，易于吸附水中疏水性強的有機污染物，而TCS（log Kow=4.76）的疏水性明顯強于NPX（log Kow=3.18）。

圖2　3種碳系材料對TCS和NPX的吸附動力學(xué)曲線Fig. 2　Adsorption kinetics of TCS and NPX onto three carbon-based materials

表4所示為3種碳系材料吸附TCS和NPX的動力學(xué)參數(shù)。動力學(xué)模型的可靠性可以通過相關(guān)系數(shù)R2以及對比qe，cal和qe，exp來確定。從表4可以看出：擬一級動力學(xué)模型更加適合描述GAC對TCS和NPX的吸附過程；而ACF，MWCNTs對TCS和NPX的吸附過程則更加適合采用擬二級動力學(xué)模型進行擬合，這說明ACF和MWCNTs對目標污染物的吸附包含化學(xué)吸附且吸附能力與活性部位的數(shù)量成正比［14］。值得注意的是：對于NPX在GAC表面的吸附過程，擬一級動力學(xué)模型的決定系數(shù)（R2=0.994）接近擬二級動力學(xué)模型（R2=0.993），但是通過對比qe，cal和qe，exp可以看出，擬一級動力學(xué)模型擬合得出的 qe，cal（75.14 mg/g）更加接近于qe，exp（75.64 mg/g），因此，擬二級動力學(xué)模型更加適合描述GAC對NPX的吸附過程；此外，MWCNTs對這 2種目標污染物的吸附速率明顯高于 ACF和GAC，在最初的30 min內(nèi)TCS和NPX的去除率分別達到89.85%和85.78%，在1 h內(nèi)即達到表觀平衡，這一現(xiàn)象與 LI等［15］報道的 MWCNTs快速平衡時間一致［15］。

表4　3種碳系材料對TCS和NPX的吸附動力學(xué)參數(shù)Table 4 Kinetics parameters for the adsorption of TCS and NPX onto three carbon-based materials

2.3吸附等溫線

評價吸附劑吸附性能最好的方法是將整個吸附過程用吸附等溫模型進行描述［16］。目前已有很多種吸附等溫模型，本研究采用2種最常用的吸附等溫模型：Langmuir和Freudlich模型對試驗數(shù)據(jù)進行擬合分析。Langmuir吸附模型假設(shè)吸附劑表面均一，各處吸附能相同，吸附是單分子層的，當(dāng)吸附劑表面的吸附質(zhì)飽和時，其吸附量達到最大值［17］。而Freudlich等溫模型則是從吸附劑的表面不均勻出發(fā)，并假定吸附熱隨著覆蓋度增加而呈指數(shù)下降［17］。圖3所示為3種碳系材料對TCS和NPX的吸附等溫線，相關(guān)的模型擬合結(jié)果如表5所示。2種模型的可信度可通過比較相關(guān)系數(shù)R2進行判斷。從表5可知：Langmuir模型可以更好地描述ACF和MWCNTs對TCS，NPX以及GAC 對TCS的吸附過程；而Freudlich模型則能夠較好地擬合GAC對NPX的吸附過程。對于NPX在GAC表面的吸附，雖然 Freundlich模型的 R2（0.995）大于Langmuir模型（0.966），但是，由Langmuir擬合得到的GAC對NPX的最大吸附容量qm（198.41 mg/g）大于ACF對NPX的最大吸附容量qm（197.63 mg/g），這明顯與試驗值矛盾。因此，Langmuir模型能夠更好地擬合3種碳系材料對TCS和NPX的吸附，說明3種碳系材料表面吸附點位分布較為均勻，且具有相同的親和力，碳系材料與TCS和NPX之間形成單分子層吸附。

圖3　3種碳系材料對TCS和NPX的吸附等溫線Fig. 3　Adsorption isotherm of TCS and NPX onto three carbon-based materials

從Langmuir模型的擬合效果可以看出，模型的擬合程度從強至弱依次為：MWCNTs，ACF和GAC；常數(shù)KL與吸附能力有關(guān)，從KL來看，3種碳系材料的吸附能力從大至小依次為：ACF，GAC和MWCNTs。從KL還可以得出：3種碳系吸附材料對TCS的吸附性能明顯優(yōu)于NPX，而TCS的log Kow大于NPX的log Kow，說明3種碳系吸附材料更易于吸附疏水性強的有機物。而計算所得的RL（最大值為0.17）介于0～1之間，說明TCS和NPX在3種碳系材料表面上的吸附容易進行。而對于Freudlich模型，吸附指數(shù)n一般在0～10之間，在2～10之間表示吸附容易進行，小于0.5則表示吸附難以進行。另有研究表明：當(dāng)n＞1時，表示有利吸附；當(dāng) n=1時，為線性吸附；n＜1則不利于吸附［18］。從表5可以看出：當(dāng)最小n＞1.5時，表明3種碳系材料對TCS和NPX的吸附較容易進行，且屬于有利于吸附，其中，ACF對TCS的吸附最容易進行。而從Kf可以看出：ACF的吸附性能最好，其次是GAC，而MWCNTs吸附性能最差。而3種碳系材料對TCS的吸附性能明顯優(yōu)于NPX。這與吸附動力學(xué)研究得到的吸附性能大小規(guī)律以及 Langmuir模型擬合的結(jié)果完全一致。

表5　3種碳系材料吸附TCS和NPX的吸附等溫模型參數(shù)Table 5 Adsorption isotherm parameters of TCS and NPX onto three carbon-based materials

2.4pH的影響

溶液pH對吸附劑的吸附性能起著重要的作用，它不但影響吸附劑的表面性質(zhì)，而且影響吸附質(zhì)在溶液中存在的物種形態(tài)。當(dāng)溶液 pH低于碳系材料的等電點時，碳系材料表面帶正電荷；而當(dāng)溶液pH高于碳系材料的等電點時，碳系材料表面帶負電荷。圖 4所示為3種碳系材料在不同pH下的Zeta電位。從圖4可見：在pH=3～10，3種碳系材料的Zeta電位均隨著pH升高而降低，ACF，GAC和MWCNTs的等電點分別為3.50，3.31和5.22。圖5所示為pH對3種碳系材料吸附TCS和NPX的影響。圖5中虛線表示TCS和NPX的物種質(zhì)量分數(shù)與pH的關(guān)系。從圖5可知：對于TCS，當(dāng)pH＞7.9時，TCS主要以陰離子物種（TCS-）的形式存在；而當(dāng)pH＜7.9時，TCS則主要以中性物種（TCS）的形式存在。對于NPX，當(dāng)pH＞4.15時，NPX主要以陰離子物種（NPX-）的形式存在；而當(dāng)pH＜4.15時，TCS則主要以中性物種（NPX）的形式存在。圖5中實線則表示pH對3種碳系材料吸附TCS 和NPX的影響。從圖5可知：對于TCS，當(dāng)6＜pH ＜10時，3種碳系材料對TCS的吸附量均明顯降低；而對于NPX，當(dāng)3＜pH＜6時，3種碳系材料對NPX的吸附量同樣明顯下降。這一現(xiàn)象可以通過比較溶液的pH、吸附質(zhì)的pKa和碳系材料的等電點來解釋。以TCS為例，當(dāng)pH＞6時，3種碳系材料的表面均帶負電荷，而溶液中陰離子物種（TCS-）的吸附量隨著 pH增大而逐漸增多。因此，靜電排斥力占主導(dǎo)作用，導(dǎo)致3種碳系材料對TCS的吸附量降低。而當(dāng)pH＜6時，溶液中的TCS以中性物種（TCS）的形式存在，此時靜電排斥力消失，TCS的吸附量隨之增大。ZHOU等［19］在考察pH對TCS在MWCNTs表面吸附性能影響時，也觀察到相同的現(xiàn)象。相似的情況也發(fā)生在 3種碳系材料對NPX的吸附過程中。

圖4　不同pH下3種碳系材料的Zeta電位Fig. 4　Zeta potential of three carbon-based materials as a function of pH

圖5　pH對3種碳系材料吸附TCS和NPX的影響Fig. 5　Effect of pH values on adsorption of TCS and NPX onto three carbon-based materials

2.5離子強度的影響

圖6所示為3種碳系材料對TCS和NPX的吸附量隨著離子強度的變化趨勢。從圖 6可知：ACF和GAC對TCS和NPX的吸附量隨著離子強度的增強而增加；當(dāng)離子強度從1 mmol/L增至200 mmol/L，ACF 對TCS和NPX的吸附量分別由156.94 mg/g和77.44 mg/g增至171.86 mg/g和85.27 mg/g；GAC對TCS和NPX的吸附量分別由129.17 mg/g和65.43 mg/g增至151.71 mg/g和74.39 mg/g。然而，MWCNTs對TCS 和NPX的吸附則出現(xiàn)了與前兩者完全不同的現(xiàn)象。對于NPX，離子強度的變化對吸附過程幾乎沒有影響；而對于TCS，隨著離子強度的增強，MWCNTs的吸附量明顯降低。當(dāng)離子強度從1 mmol/L增至200 mmol/L時，MWCNTs對TCS的吸附量由120.18 mg/g降至97.08 mg/g。

ACF和GAC對TCS，NPX的吸附量隨著離子強度的增強而增大，這可能與靜電作用和鹽析效應(yīng)有關(guān)。從理論上說，由于存在靜電作用，碳系材料和吸附質(zhì)分子均被雙電層所包圍［20］。根據(jù)GOUY-CHAPMAN的擴散雙電層理論，雙電層的厚度隨著溶液中離子強度的增加而被逐漸壓縮［21］。由于碳系材料表面的正電荷被氯離子部分中和，隨之雙電層被氯離子所壓縮，導(dǎo)致在較高離子強度下碳系材料的吸附量增加。此外，由于鹽析效應(yīng)，吸附質(zhì)分子在溶液中的溶解度降低，親水性減弱，使吸附質(zhì)分子更容易靠疏水作用被吸附［22］。當(dāng)氯離子加入到溶液中后，它會與吸附劑相互爭奪吸附質(zhì)分子，而氯離子爭奪吸附質(zhì)分子的能力更強，從而導(dǎo)致吸附質(zhì)分子由溶液向氯離子遷移，降低吸附質(zhì)分子的溶解度，使其更傾向于被吸附。BEHERA等［23］同樣發(fā)現(xiàn)，GAC對TCS的吸附效果隨著離子強度的增強而增加。

圖6　離子強度對3種碳系材料吸附TCS和NPX的影響Fig. 6　Effect of ionic strength on the adsorption of TCS and NPX onto three carbon-based materials

MWCNTs對TCS的吸附效果則隨著離子強度的增強而降低。雖然靜電作用和鹽析效應(yīng)同樣有利于吸附，但是離子強度的增強易使MWCNTs在水中發(fā)生團聚，而這不利于它對 TCS的吸附。據(jù)報道，對于MWCNTs來說，氯化鈉的臨界凝聚濃度為 25 mmol/L［24］。當(dāng)離子強度高于25 mmol/L時，溶液中的MWCNTs易發(fā)生團聚，從而使其對TCS的吸附效果降低。而離子強度對MWCNTs吸附NPX的效果幾乎沒有影響，可能是靜電作用和鹽析效應(yīng)的正效應(yīng)與MWCNTs團聚作用的負效應(yīng)相互抵消所致。

3　結(jié)論

1） 在ACF，GAC和MWCNTs這3種碳系材料中，ACF和GAC是微孔吸附劑，而MWCNTs是介孔吸附劑。ACF具有最大的比表面積和孔容，MWCNTs表面的疏水性強于GAC和ACF。

2） ACF對TCS和NPX吸附效果最好，其次是GAC，而MWCNTs最差。

3） 擬二級動力學(xué)模型更適合描述 3種碳基材料對TCS和NPX的吸附過程；Langmuir模型能夠更準確地擬合3種碳系材料對TCS和NPX的吸附。

4） 隨著溶液pH的升高，3種碳基材料對TCS和NPX的吸附性能降低。

5） 由于靜電作用和鹽析效應(yīng)，ACF和GAC的吸附量均隨著離子強度的增強而增大；團聚作用使MWCNTs對TCS的吸附量降低。

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（編輯 羅金花）

Adsorption characteristics of triclosan and naproxen in water by carbon-based materials

DENG Jing1， 2， LU Yuan1， XIAO Zijie3， ZHANG Tuqiao2， LI Jun1， NI Yongjiong1， MA Xiaoyan1

（1. College of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang University of Technology， Hangzhou 310014， China；2. College of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang University， Hangzhou 310058， China；3. College of Architectural and Surveying & Mapping Engineering，Jiangxi University of Science and Technology， Ganzhou 341000， China）

The adsorption of triclosan and naproxen onto three carbon-based materials was studied through batch experiments， meanwhile the effect of pH and ionic strength was investigated. The results show that adsorption abitity from large to small of three carbon-based materials is activated carbon fiber， granular activated carbon， and multi-walled carbon nanotubes. Pseudo-second-order kinetic model is more suitable to describe the adsorption of triclosan and naproxen onto three carbon-based materials. Langmuir isotherm may more accurately fit the adsorption of triclosan and naproxen onto three carbon-based materials. The adsorption capacity of three carbon-based materials increases with the increase of solution pH. Because of the electrostatic interaction and salting-out effect， the adsorption capacity of activated carbon fiber and granular activated carbon increases with increasing the ionic strength. However， the aggregation of multi-walled carbon nanotubes makes its adsorption capacity of triclosan decrease.

triclosan； naproxen； carbon-based materials； adsorption； kinetics； isotherm； ionic strength

TU991.2

A

1672-7207（2016）04-1427-09

10.11817/j.issn.1672-7207.2016.04.045

2015-07-07；

2015-09-08

國家科技重大專項（2012ZX07403-001）；國家自然科學(xué)基金資助項目（51208468，51508509）；浙江省自然科學(xué)基金資助項目（LY15E080019）；中國博士后科學(xué)基金資助項目（2015M581936）（Project （2012ZX07403-001） supported by the National Science and Technology Major Program of China； Projects （51208468， 51508509） supported by the National Natural Science Foundation of China； Project （LY15E080019） supported by the National Science Foundation of Zhejiang Province； Project （2015M581936） supported by the China Postdoctoral Science Foundation）

馬曉雁，博士，副教授，從事飲用水安全保障與控制技術(shù)研究；E-mail：mayaner620@163.com