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改性麦草吸附剂用于水中溶解性有机氮去除的行为研究

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水中溶解性有机氮(DON)具有种类多、亲水性强、分子质量小、消毒副产物毒性强等特点，但传统水处理工艺很难将其去除，现有文献中也未见其高去除率的报导。本论文利用本实验室研发的一种以廉价的农业固体废弃物为原料的新型吸附剂—改性麦草，在实验室条件下吸附去除模拟水样中DON，并与几种常见的传统吸附剂吸附效果进行对比，探讨其对DON的吸附潜能。本论文探索了吸附时间、温度、pH、DON溶液初始浓度、吸附剂投加量等因素对DON去除效果的影响，并开展了采用吸附等温线、吸附动力学等对改性麦草吸附DON的吸附行为研究，最后利用红外光谱等手段分析探讨了其吸附机理。本论文的研究结果主要包括以下几个部分:
　　(1)对比传统吸附剂（活性炭、沸石和离子交换树脂）与改性麦草吸附DON的效果，研究结果表明改性麦草在实验条件下的最佳去除效果（链状DON水样最佳去除率为80％，环状DON水样最佳去除率为93％）均高于传统吸附剂的吸附效果，且亦远远高于现有文献中报导DON最佳去除率。这说明改性麦草吸附剂对水中DON具有很好的去除潜力。
　　(2)用Langmuir，Freundlich和Dubinin-Radushkevich三种吸附等温线模型拟合改性麦草吸附剂吸附DON的实验结果，分析结果表明改性麦草表面或孔的多相性在吸附过程中发挥了很大的作用，同时此吸附过程中伴随着一定程度的单分子层吸附。
　　(3)用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程和颗粒内扩散三种吸附动力学方程拟合改性麦草吸附剂吸附DON的实验结果，分析结果表明改性麦草对DON的吸附过程可能包含外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内扩散，吸附剂和吸附质之间可能存在共用或交换电子，络合，配位或螯合作用。
　　(4)应用红外光谱技术对比分析吸附DON前后的改性麦草，发现改性麦草对DON的吸附过程中并未发生化学反应，这说明改性麦草吸附剂吸附DON的过程为物理吸附过程，其作用机理是引入的仲胺基基团中氢核与DON分子中N上的孤对电子形成氢键的结果。
　　综上所述，改性麦草吸附剂虽具有良好的DON去除潜力，但仍需通过化学改性进一步提高单位改性麦草吸附剂对DON的吸附容量。

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