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有机改性粘土矿物治理PCBs污染土壤的工作进展 章钢娅 课题组 2010年7月 一、纳米金属材料对PCB-77吸附降解行为研究 1 实验材料与仪器 银/氧化锌(Ag/ZnO)、四氧化三铁(Fe3O4)、裸铁粉(Fe0-L) 、包覆铁粉(Fe0-B)(中科院合肥固体所制备)；3,3′,4,4′-四氯联苯(PCB-77，购于德国 Dr.Ehrenstorfer公司)；正己烷、丙酮、无水硫酸钠(分析纯，南京化学试剂有限公司)。 气相色谱仪(Agilent-GC6820/ECD)；恒温振荡器；离心机；超声波清洗器；电热烘箱；万分之一天平。 2 实验方法 2.1 吸附动力学实验 称取0.1000 g的纳米包覆铁粉、裸铁粉和0.0500g的四氧化三铁、银/氧化锌于30 mL玻璃离心管中，加入30mL的200 μg/L的PCB-77吸附液，加盖密封，放置于摇床，于25 ℃下，250 r/min振荡。分别于0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、3、4、6、8、10、12、24 h取样测定此时溶液中PCB-77的浓度。取出离心管，放置于低速离心机中，于5000 r/min的条件下离心5 min。取20mL的上清液于30 mL玻璃试剂瓶中，加5 mL正己烷，放置于振荡器中振荡2 h，将正己烷相过无水硫酸钠除水，取上层正己烷相1 μL于气相色谱仪(GC/ECD)测定PCB-77的浓度。 用公式(1)计算t时的吸附量，并用相关方程进行拟合。 吸附量Qt= (1) C0—PCB-77初始浓度(μg/L)；Ct—PCB-77平衡浓度(μg/L)；V—吸附液体积(L)；m—材料加入重量(g)。 吸附动力学拟用公式()准一级动力学Lagergren方程和公式()准二级动力学HO方程进行描述。 ln (e－t ) = ln Qe － K1t () 1/(Qe－t ) = 1/Qe ＋ K2t () K1为准一级动力学方程速率常数(1/min)，t 是t时的吸附量(μ /g)，e 是平衡时的吸附量(μ/g)，K2为准二级动力学方程速率常数(g/μ ·min)) 2.2 等温吸附实验 称取0.1000 g的纳米包覆铁粉、裸铁粉和0.0500g的四氧化三铁、银/氧化锌于30 mL玻璃离心管中，分别加入30mL的浓度为100、200、400、600和1000 μg/L的PCB-77吸附液，加盖密封，放置于摇床，于25 ℃下，250 r/min振荡24h后取样测定PCB-77的浓度。取出离心管，放置于低速离心机中，于5000 r/min的条件下离心5 min。取20 mL的上清液于30 mL玻璃试剂瓶中，加5 mL正己烷，放置于振荡器中振荡2 h，将正己烷相过无水硫酸钠除水，取上层正己烷相1 μL于气相色谱仪(GC/ECD)测定PCB-77的浓度。 材料0.1000g, 加30ml 1000 μg/L的PCB-77吸附液，相当于加入0.03%PCB-77; 材料 0.0500g，加30ml 1000 μg/L的PCB-77吸附液，相当于加入0.06%PCB-77. 计算吸附量用公式(4)计算，并用公式(5)、(6)进行拟合。 吸附量Qe= (4) C0—PCB-77初始浓度(μg/L)；Ce—PCB-77平衡浓度(μg/L)；V—吸附液体积(L)；m—材料加入重量(g)。 Langmuir方程 Ce/Qe = Ce/Qm + 1/(KLQm) （5） Freundlich方程 lnQe = ln KF + 1/n ln Ce （6） 式中，Ce为平衡时的吸附液浓度(μg/L)，Qe为平衡吸附量((μg/g)，Qm为饱和吸附量(μg/g)，KL和KF为平衡吸附系数，表示吸附量的相对大小，n为特征常数，表明吸附剂表面的不均匀性和吸附强度的相对大小。 2.3 pH对吸附的影响 称取0.1000 g的纳米材料于30 mL玻璃离心管中，加入30 mL的浓度为200 μg/L的PCB-77吸附液，调节吸附液的pH值为2、4、6、8、10(用0.1 mol/L的硝酸或NaOH溶液μL 于气相色谱仪(GC/ECD)测定PCB-77的浓度。 2.4 PCB-77降解产物的测定 取PCB-77原溶液和吸附平衡溶液20 mL于30mL的玻璃试剂瓶中，加5 mL正己烷，放置于振荡器中振荡2 h，静置，取上层正己烷相于GC-MS测定其可能的分解产物。 2.5 PCB