概要：邻苯二甲酸酯类(Phthalic acid esters,PAEs)是一类应用于普遍的增塑剂,主要加到在塑料制品、橡胶、医疗器械和儿童玩具中。PAEs通过废水废气、大气寒带下陷、塑料废弃物积聚等途径转入饮用水、地表水和地下水环境中,由于其具备致畸、致癌物和致突变起到,并对鱼类、哺乳类动物具备内分泌阻碍效应,因此引发了全世界的普遍注目。本文综述了目前常用的导电方法除去水环境中PAEs的效果和机理,重点阐释了活性炭、壳聚糖、生物质、黏土矿物、人工树脂、膜材料、纳米材料、分子印迹聚合物等新型材料对PAEs的导电效果、导电性能和机理,对这些材料导电除去PAEs的优缺点做到了非常简单总结,并对导电法除去PAEs的发展前景展开了未来发展。
邻苯二甲酸酯类(Phthalic acid esters,PAEs)被普遍应用于工业生产和日常消费品中,其90%的用途是作为增塑剂被加到到有机高分子聚合物中,特别是在是聚氯乙烯(PVC)中。用于较多的PAEs还包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二乙基己基酯(DEHP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二庚酯(DHpP)等。
2011年,全世界每年用于的PAEs化合物总量多达800万t,一般来说加到在塑料制品、建筑材料(地板、管道、油漆、电缆线等)、纺织品、儿童玩具和医疗器械中。这些大量用于的PAEs经工业生产中的废水废气、固体废物垃圾的烧毁和积聚、大气寒带下陷等转入水环境中,对人体身体健康产生潜在的危害。目前,PAEs在污水处理厂、地下水、生活饮用水和地表水环境中均受到有所不同程度的污染。
我国台湾地区饮用水中可检测出有8种PAEs污染物,其中DEHP最低检测浓度为172μgL-1。地下水PAEs污染源于垃圾填埋场中塑料废弃物中PAEs的积聚,化粪池和污水管网的渗水等,美国地下水中已报导的DEP仅次于浓度在147μgL-1,DBP为50μgL-1。
地表水中PAEs主要源于雨水径流、大气下陷、工业废水和生活污水排放。我国地表水PAEs污染情况也不容乐观,巢湖水中PAEs总量在0.47~17.95μgL-1之间,广州城市湖泊中的PAEs污染正处于中等水平,主要污染物为DBP和DEHP。水环境中的PAEs能对水生生物产生生殖毒性,通过食物链等途径有可能对人体身体健康产生潜在的威胁。
研究指出,DEHP和DBP与重金属铜对大型具备协同毒性效应。水中的DEHP(浓度2mgL-1)、DBP(2mgL-1)和BBP(1mgL-1)皆对臂尾轮虫的生殖具备抑制作用。因此,采取有效的方法除去水中的邻苯二甲酸酯类污染具备十分最重要的意义。目前早已报导的除去水中邻苯二甲酸酯类污染的方法有很多,主要还包括生物降解法、高级水解法、导电法、成像法等,其中导电法是最重要的方法之一。
各种导电材料,如活性炭、生物炭、石墨烯、碳纳米管、溶胶树脂、壳聚糖、蛭石、沸石等矿物材料等能有效地导电废水中的PAEs。本文总结了导电法除去水中PAEs的近期研究进展,重点讲解了一些常用除去PAEs的导电方法和导电机理,在此基础上对导电法除去水中PAEs的研究前景展开了未来发展。
1导电法除去水中PAEs的主要方法1.1 活性炭和改性活性炭活性炭是废水处理中应用于尤为普遍的吸附剂,可高效除去水中的PAEs。活性炭具备酸性基团、微孔结构和较小的表面积,所以能有效地导电PAEs,是目前研究较为多的除去PAEs的导电材料。PAEs表面的疏水性基团和色散力是影响导电性能的主要因素。
Mohan等研究了粒径为70μm,表面积为500m2g-1的活性炭对DEP的导电性能。结果显示,pH是影响导电效果最主要的因子,当pH为2时,导电除去效率最低。酸性条件下,活性炭表面带上质子化的酸性基团(如氨基、羧基),因此对疏水性的DEP具备较好的导电效果；中性条件下,活性炭表面上言水性基团和DEP非极性烷基之间的相互作用力造成导电性能上升；碱性条件下活性炭表面带上负电荷羟基等官能团,与疏水性基团的DEP产生敌视起到使导电性能上升。
高旭等较为了活性炭和沸石滤柱对饮用水中四种PAEs(DMP、DBP、DEHP和DOP)的导电性能差异,找到活性炭对DMP和DBP具备较好的导电效果,两种吸附剂对DEHP和DOP的导电性能并无显著性差异；活性炭滤柱对总PAEs的去除率在69.2%～72.3%之间,沸石对总PAEs的除去效率在32.8%～58.6%之间,活性炭滤柱对PAEs的除去效果高于沸石滤柱。沸石作为一种价格更为便宜的材料,可作为活性炭滤柱的替代材料来处置饮用水中的PAEs,具备较好的应用于前景。Fang等研究了果壳类活性炭对DBP的导电效果,找到随着温度(25~55℃)和DBP浓度的增高,导电容量减小,解释导电过程放热,温度的增高激化了DBP分子蔓延速率,从而减小了导电容量。
随着pH值的增高,导电容量再行增高后增大,pH在5~7之间时导电性能最差,pH为7时,DBP水解为亲质子的邻苯二甲酸(PA)而带上正电荷,从而与带上正电荷的活性炭再次发生敌视起到；pH多达7时活性炭表面带上负电荷,而DBP水解沦为邻苯二甲酸盐与活性炭表面的阴离子基团再次发生静电敌视使导电容量减少。De Oliveira等研究了四种微孔粒径有所不同的活性炭对水中DEP的导电性能,找到微孔粒径低于,且表面呈酸性的活性炭导电性能最差。
胡家朋等用粉末活性炭导电水中的DEHP,找到粉末活性炭对DEHP导电等温线合乎Langmuir导电等温曲线；导电反应以颗粒内蔓延导电反应居多,该导电过程主要为物理导电,粉末活性炭减小了导电表面积,更加不利于水中PAEs的除去。Adhoum等用四丁基氯化铵(TBA)和铜改性的活性炭来除去工业废水中的PAEs,结果找到予以改性的活性炭随着溶液pH值增高,导电量上升。
为了改良中性溶液中活性炭的导电容量,使用TBA和铜展开改性,改性后活性炭导电容量是原本的2倍,TBA改性的活性炭导电量是改性前的1.7倍,有可能是因为铜改性的活性炭表面的Cu与PAEs再次发生了化学导电过程构成Cu(Pht)2络合物；而TBA改性的活性炭表面带上正电荷,与带上负电荷的PAEs产生静电作用而使导电量减少,这两种改性的活性炭能除去废水中98%的PAEs。Wang等研究了磷酸改性的梧桐叶制取的活性炭对DBP的导电效果,结果表明,磷酸改性后的活性炭对DBP的导电性能明显提升,这有可能是由于经过磷酸化改性以后,活性炭表面微孔结构的直径变大、数量激增,从而减小了导电认识的表面积。与其他研究有所不同的是,随着pH值的增高,导电容量减少,pH为13时导电容量仅次于,有可能是由于磷酸改性后的区域活性炭表面呈圆形正电荷,强化了与DBP分子之间的静电作用。
仲潇潇等用花生壳制取出有的生物炭导电水中的DEP和DBP,导电过程合乎Freundlich方程,导电能力随浸渍温度的增高而强化；同一种生物炭对DBP的导电能力皆低于DEP,这有可能主要与2种邻苯二甲酸酯的分子上言水性有关,DBP的疏水性低于DEP,因此更容易被生物炭所导电。1.2 壳聚糖和改性壳聚糖壳聚糖是一种价格低廉、有毒有害的高分子化合物,其分子中的氨基可与有机化合物中的醛、酮等再次发生接枝或交联反应,分解有所不同功能的吸附剂。
壳聚糖的导电性能好、在环境中可生物降解,能导电废水中的重金属和多种有机污染物。Salim等用壳聚糖导电水中的PAEs及其水解产物邻苯二甲酸单酯(MPEs)和PA,结果找到壳聚糖对几种物质的导电容量依序为DBPDEHPDMP,对几种邻苯二甲酸酯类水解产物的导电效果为PAPAEsMPEs。DBP的导电容量小于上言水性更加强劲的DEHP,有可能是由于一方面壳聚糖所含较长的碳链结构,碳链外所含氨基、羟基这些亲水性基团,而DEHP更高的疏水性使得其无法被导电,另一方面是由于DEHP分子较小,在导电过程中再次发生了空间位阻起到,所以其导电量高于分子粒径更加小的DBP,这解释吸附剂的化学结构也影响导电效果。壳聚糖对PA的导电量仅次于,有可能是因为PA羧基阴离子与壳聚糖表面氨基之间的相互作用力减少了导电量。
壳聚糖对邻苯二甲酸丁酯(MBP)的导电量小于邻苯二甲酸甲酯(MMP)和邻苯二甲酸乙基己基酯(MEHP),即导电量为MBPMMPMEHP。壳聚糖对MPEs的导电容量比PA和PAEs较低,一方面是因为其水溶性比PAEs好,亲水性起到减少；另一方面由于MPEs是弱酸很弱电解质,其电离能力相比之下高于PA,其表面的羧基等基团与壳聚糖表面的氨基之间相互作用力较强,因此导电量较低。Chen等使用壳聚糖导电DMP、DEP、邻苯二甲酸二丙酯(DPP)、DBP、DEHP和DHpP这六种PAEs,结果找到,壳聚糖对PAEs的导电量为DHpPDBPDEHPDPPDEPDMP,总体来说,随着PAEs分子上言水性的减少,导电量减小。同时,他们还研究了温度、pH、Ca2+浓度(水的硬度)和NaCl含量(盐度)对导电性能的影响,结果找到,导电量随着温度的增高而减少,在25~60℃温度范围内不会再次发生解吸；在pH8~9时导电效率最低；溶液Ca2+浓度高于400mgL-1对导电效率没影响；溶液中的NaCl浓度对PAEs的导电基本无影响,解释壳聚糖能除去地表水、地下水和海水中的PAEs。
温度15℃、pH为8是导电反应的最佳条件。Chen等同时研究了α-环糊精改性的壳聚糖对少见6种邻苯二甲酸酯类(DMP、DEP、DPP、DBP、DEHP、DHpP)的导电性能,结果表明,随着PAEs分子上言水性的减少,导电量减小,对DHpP的导电效果最差,对DMP的导电效果最好；温度是影响导电性能的主要因子,pH、Ca2+和NaCl浓度对导电容量并无明显的影响,低温(15℃)更加不利于α-环糊精改性的壳聚糖对PAEs的导电。同时,Chen等还研究了钼酸盐改性壳聚糖对PAEs的导电效果,结果与环糊精改性的壳聚糖类似于,随着上言水性的强化,导电容量减小；与显壳聚糖比起导电量获得提升,导电性能不如环糊精改性的壳聚糖好,但是成本比环糊精较低,所以也具备很好的应用于前景。
Li等用香草精改性壳聚糖(CTSV)导电除去水中的DBP,找到CTSV比纯壳聚糖的导电容量大,导电过程可以用Freundlich模型很好地叙述,导电过程超过均衡必须1h。由于壳聚糖和香草精都归属于环保、绿色的天然材料,因此CTSV作为除去PAEs的吸附剂具备一定的应用于前景。1.3 生物吸附剂生物降解法除去水中PAEs是目前用于尤为普遍的方法之一。
除了微生物的水解起到,植物的吸取和导电是其主要的除去机理。生物导电是指生物膜、活性污泥中的菌胶团、藻类团体、胞外聚合物(EPS)、细菌悬浮液等对PAEs的吸附作用。Wang等较为了活细菌悬浮液和丧生细菌悬浮液对DBP的导电效果,找到丧生细菌悬浮液对DBP的导电容量小于活细菌的导电量,这有可能是由于丧生的细菌悬浮液细胞内部的糖类、DNA等物质积聚,这些物质表面具备更加强劲的亲水性起到,因此能很好地导电DBP。赵丽丽等研究找到,细胞浓度为5×109CFUmL-1的嗜酸乳杆菌NCFM对DEP、DBP和DEHP(浓度10mgL-1)的导电亲率分别为21.48%、43.32%和9.62%。
温度为37℃条件下,菌株导电DBP的最佳时间为4h；热、酸和NaCl处置都会明显提升菌体NCFM导电这三种塑化剂的效果,这有可能是因为热处理后减缓了分子蔓延,酸性条件下菌体表面带上正电荷不利于导电PAEs,NaCl处置后细胞内部糖类、蛋白质等物质获释,NCFM细胞具备更加强劲的疏水性,从而提升了对PAEs的导电性能。活性污泥法是污水处理中尤为成熟期的生物方法,污泥和污泥中的胞外聚合物都能导电除去PAEs。Fang等研究了活性污泥和其中的EPS(糖类、蛋白质、腐殖质、醛类、DNA等)对DEP和DBP的导电性能。
结果表明,活性污泥对DEP的导电去除率随着DEP初始浓度的增高而减少,仅次于的去除率为46.2%,对各种浓度的DBP导电去除率都能超过99%以上；EPS的导电效果与污泥类似于,对DEP的导电效率随着浓度增高从38.8%上升到31.5%,对DBP的导电效率在58.8%~80%之间。由于污泥及EPS对PAEs的导电主要是依赖生物质表面的有机质和PAEs的亲水性起到展开的,因此,活性污泥对PAEs的导电量随着PAEs分子上言水性的强化而增高。Chan等用四种海藻生物体导电污水中的DEHP,找到DEHP的浓度为50mgL-1、海藻生物量为0.5gL-1、温度为25℃、pH为4是导电的最佳条件,饱和状态导电容量仅次于(45mgg-1),对DEHP的导电去除率超过98%以上。
pH是影响海藻生物体对DEHP导电性能的最主要因素,DEHP的初始浓度、温度和海藻生物量都影响导电性能；导电过程能很好地用Langmuir和Freundlich导电动力学模型展开叙述。海洋中和海洋沿岸的海藻种类非常丰富,海藻体是一种天然的、环保的吸附剂,可用作除去海洋、地下水等的PAEs污染物。Lu等研究找到伯克氏细菌(Burkholderia cepacia,Bc)、蒙脱石、高岭土、针铁矿对DBP具备很好的导电效果。Bc悬浮液对DBP的导电容量为9.04mgg-1；三种矿物材料对DBP的导电容量依序为蒙脱石针铁矿Bc高岭土。
在矿物中加到Bc后,蒙脱石和针铁矿对DBP的导电量上升,而高岭土的导电量减少,这有可能是由于投加了Bc后黏土矿物的疏水性转变。1.4 黏土矿物材料黏土矿物材料是一类绿色环保、价格低廉、资源非常丰富的天然吸附剂,由于其中所含钙、铁、镁、铝等金属元素和非金属化合物,因此更容易与污水中的各类污染物再次发生物理、化学导电过程。黏土矿物材料没生物毒性,来源普遍,被普遍用作污水处理、水体藻华的管理、湿地基质填满等,某种程度可用作水中PAEs的导电除去。
Wu等研究了黏土矿物对DEP的导电性能,结果表明,黏土矿物的种类、溶胶电荷、土壤有机质含量(主要是腐植酸)、pH、温度和黏土颗粒的填充结构都影响导电效率。DEP导电等温线合乎Freundlich模型；高岭土对DEP的导电效果不很理想。蒙脱石有所不同的离子层间对DEP的导电量有所不同,K+渗入的蒙脱石层是最重要的DEP导电层,其导电量小于Na+和Ca2+间层,有可能是因为K+的水化半径大于Na+和Ca2+,使K-蒙脱石间层的疏水性更佳,所以更容易导电DEP；DEP分子能放入K-/Ca蒙脱石间层,并能通过羧基官能团和黏土吸附水之间的氢键诱导与黏土相互作用。
腐植酸覆盖面积黏土表面能增进低浓度DEP的导电,而使高浓度的DEP导电性能减少；溶液的pH和离子强度仅有影响黏土矿物表面的导电过程,对黏土内部的导电性能无影响,因此并不影响黏土K-/Ca层的导电过程；随着温度增高,导电容量上升。Wen等用天然黏土矿物材料蛭石来导电PAEs,结果找到蛭石对PAEs具备很好的导电效果,且导电过程放热反应,随着温度的增高导电容量上升；pH不会影响蛭石表面的电荷从而影响导电效果；由于腐植酸与PAEs的竞争起到,重新加入腐植酸后蛭石对PAEs的导电容量上升。沸石是一种含水铝硅酸盐矿物,具备多孔结构,对有机物、重金属等污染物皆具备较好的导电效果,在水环境管理领域有较普遍的应用于。
高旭等研究找到,沸石对水中痕量PAEs总去除率在24.7%～33.8%之间,随着入水浓度的减少,DMP、DBP的去除率上升,DEHP和DOP的去除率增高。徐宇峰等用季铵盐阳离子表面活性剂CTMAB和阴离子表面活性剂SDS对粉末状沸石展开改性,制取获得CTMAB/SDS改性沸石,找到阴阳离子表面活性剂对沸石的层状结构并未产生较小影响,PAEs在天然沸石和CTMAB/SDS改性沸石上的导电更加合乎表面导电-分配起到填充模型,导电质的大小、极性及溶解度都影响导电性能。
张晓影等对比研究了天然土壤、沸石、陶粒对DBP的导电特性,找到3种基质对DBP的饱和状态导电量大小为土壤沸石陶粒,土壤作为湿地基质更容易再次发生阻塞,因此可融合沸石联合填满作为人工湿地基质来处置PAEs。1.5 高分子树脂人工合成树脂具备能耗较低、可回收利用、有毒有害等特点,其导电除去污染物的原理主要是溶胶、静电作用和官能团之间的相互作用。随着超高交联导电树脂技术的发展,经常出现了多功能基团、有所不同孔径的导电树脂,可以用作除去所含有所不同官能团和多种粒径分子的有机污染物。
Xu等用两种超高交联单体树脂(NDA-99、NDA-15)来导电水中两种PAEs(DMP、DEP),并与粉煤灰活性炭(AC-750)的导电效果展开较为。结果找到,两种交联单体树脂对PAEs的导电量皆小于活性炭的导电量。某种程度地,Xu等找到功能树脂(NDA-702)对水中DEP的导电分离出来效率高、导电和解吸性能好,与大孔导电树脂(AXD-4)和粉煤灰活性炭(AC-750)比起是一种更佳的DEP吸附剂。随着温度的增高,几种吸附剂对DEP的导电量减少；对DEP的导电量为NDA-702AXD-4AC-750,分别为649、504、301mg?g-1,有可能是由于NDA-702功能树脂表面的多微孔结构和极性基团强化了其对DEP分子的导电性能。
王小祥等用柠檬醛化学改性壳聚糖,制取柠檬醛交联壳聚糖树脂来导电水中的DMP、DEHP和DBP。结果表明,在25℃,pH为7条件下,柠檬醛交联壳聚糖树脂对DMP、DEHP和DBP的导电容量分别为147、166和190mgg-1；而壳聚糖对DMP、DEHP和DBP的导电容量分别为92、113和87mgg-1,这解释通过交联制取的功能树脂对PAEs的导电性能获得了相当大的提升。研究还指出,柠檬醛交联壳聚糖树脂对PAEs的干附率超过96.5%~97.1%,可重复使用。
Okoli等研究了γ-环糊精(GPP)、淀粉聚氨酯(SPP)分开导电和用环糊精及淀粉改性的聚氨酯(GSP)对DMP和DEP的导电性能,找到改性后的聚氨酯对PAEs的导电容量仅次于；导电动力学能很好地用Langmuir和Freundlich模型展开数值。GSP对PAEs的导电是PAEs与吸附剂之间的氢键融合、π-π键重合和微孔放入的过程,因此提升了对PAEs的导电性能。1.6 膜导电法膜技术分离出来方法是通过膜两侧物质的压力差、温度差、电位差或浓度劣来构建对物质的分离出来富含的一种手段,具备能耗较低、操作者非常简单、无反应副产品、分离出来效率高等特点。膜技术被普遍用作污水处理中以分离出来富含重金属和有机物等。
Bodzek在2004年用反渗透(RO)、纳滤(NF,压力2.0MPa)和超滤膜(UF,流体0.3MPa)来除去水中的DEP、DBP和DEHP,找到去除率在97.6%~99.9%之间。有所不同孔径的膜对污染物的除去机理不一样,反渗透和纳滤膜主要是通过优先导电、沉淀-蔓延和氢键融合来构建对物质的分离出来,有界是“筛分”分子级的物质,即它可囤积溶液中沉淀的大分子物质,而利用小分子物质。
金叶等研究了DK型拉滤膜对水中三种微量PAEs(DMP、DEP、DBP)的导电及囤积特性,结果表明,DK型拉滤膜对DMP、DEP、DBP的囤积亲率分别为55%、78%和96%；Freundlich导电方程能较好地叙述3种PAEs在DK型拉滤膜表面的动态导电不道德；DK型拉滤膜对水中微量PAEs的囤积特性展现出为膜面吸附作用和膜孔筛分效应,吸附平衡后的囤积机理各不相同膜孔的筛分效应。与DMP和DEP比起,DBP的辛醇-水产于系数(Ko/w)较高,上言水性更加强劲,更容易被导电,DBP分子比DMP和DEP分子大,所以筛分效果更佳。Wei等研究了纳滤中空纤维膜(NF)对五种PAEs(DMP、DEP、DBP、DEHP、DOP)的囤积导电效果,结果找到,PAEs初始浓度、pH、温度、压力和离子强度影响囤积导电效果。
随着碳链和分子量的减少,纳滤中空纤维膜囤积导电的均衡时间就越宽,导电容量越大,对DMP、DEP、DBP、DEHP、DOP的导电去除率分别为82.3%、86.7%、91.5%、95.1%和95.4%；上言水性起到、氢键融合和空间位阻效应是拉滤膜导电PAEs的主要机理。从导电动力学曲线可以显现出,纳滤中空纤维膜对PAEs的导电分成较慢导电和较慢导电过程,在最初的40min较慢导电PAEs分子在中空纤维膜表面,此后较慢超过吸附平衡。1.7 其他新型材料随着纳米技术、分子印迹技术、分子交联和枝接技术等新型材料制备技术的发展,更加多的新型材料可以作为除去有机污染物的吸附剂,在未来有可能更好地应用于废水处理当中。
Adachi等使用水稻加工的副产品米糠来导电水中的DBP,米糠投加量为0.5gL-1,DBP浓度原作为10mgL-1,反应60min后对DBP的导电去除率可超过93%。实验还找到导电反应过程中米糠中的氮和磷并没获释到水溶液中。水滑石类化合物(Hydrotalcite Compounds,HTALs)是一类新型无机功能材料,具备水镁石[Brucite,Mg(OH)2]的层状结构,坐落于层间的水及阴离子可以被一些有机、无机阴离子或极性分子更换。王龙等研究找到,pH为6.36时,Mg/Al水滑石对浓度为500μgL-1的DMP、DEHP和DOP皆有较好的导电效果。
水滑石类材料热稳定性好,导电饱和状态后可高温再造,因此在除去PAEs中具备一定的应用于前景,缺点是价格比常用的活性炭和壳聚糖低。Wang等研究对比了四种有所不同粒径的碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)对三种少见邻苯二甲酸酯类(DMP、DBP和DEP)的导电性能,结果找到随着CNTs粒径的增大,导电容量减小。四种碳纳米管对三种PAEs的导电去除率为DBPDEPDMP,这有可能是因为随着碳链的快速增长,PAEs的疏水性减少。碳纳米管对PAEs导电的主要机理：(1)PAEs与碳纳米管表面的亲水性效应；(2)CNTs表面的π-π电子可供/受体与PAEs的相互作用；(3)吸附剂的含氧官能团和PAEs的酯基之间的氢键融合起到；(4)CNTs表面的羟基与PAEs分子的π-氢键融合起到；(5)被导电的分子和溶液中其他分子之间的相互作用力。
Yin等研究了水解石墨烯功能化的磁性纳米粒子(GO-MNPs)对PAEs的导电性能,找到导电过程能很好地用Langmuir导电等温式数值,仅次于导电容量为8.71mgL-1,且导电在5min超过均衡；GO-MNPs(浓度在275~330mgL-1)能导电水中99.9%的PAEs(浓度0.12mgL-1)。认识时间、pH、离子强度都影响导电过程。导电的机理主要是π-π电子可供-给交互反应。
Khan等用一种锌复合材料-有机金属框架材料(ZIF-8)来导电水溶液中的DEP,并与活性炭(AC)和其他两种金属有机复合材料UiO-66、NH2-UiO-66的导电性能展开较为。结果显示,ZIF-8对DEP具备最差的导电效果。
pH和吸附剂表面所带电荷影响其导电效果,随pH值增高,材料的导电量再行增高后减少。有可能是因为pH增高,有机金属材料表面渐渐由正电荷变成负电荷,与邻苯二甲酸表面的负电荷构成静电敌视起到而使导电量减少。因此,在较高的pH下,带上正电荷的ZIF-8对DEP具备较好的导电效果。
生物炭-石墨烯纳米片(BGNS)是一种表面积大、具备多孔结构、热稳定性好的新型复合材料,Abdul等找到该复合材料对水中三种PAEs(DMP、DEP、DBP)具备很好的导电效果。小分子DMP首先通过微孔蔓延的机理导电转入石墨烯炭层,BGNS表面再次发生π-π电子可供-给交互反应,DBP则是通过上言水性起到被导电。袁峰等将丙烯酸丁酯(BA)接枝到聚丙烯(PP)纤维上,在DBP质量浓度为10mgL-1时,接枝纤维对DBP的导电容量超过2.88mgg-1,导电容量比未改性的纤维提升了4.5倍,导电过程合乎Lagergren二级动力学导电模型。
这有可能是由于接枝以后填充纤维表面的疏水性强化,提升了对DBP的导电容量。何音韵等用三氟丙基三甲氧基硅烷作为改性剂对MCM-41分子筛展开表面标记,研究找到,改性基团能顺利接枝到分子筛表面,三氟丙基接枝的分子筛TFP-MCM-41比丙基接枝后的材料P-MCM-41具备更加强劲的疏水性,两种改性后的分子筛对DBP的导电性能皆高于并未改性的MCM-41；中性及酸性条件下,pH值的转变对DBP导电并无明显影响,碱性条件下DBP的导电容量上升。分子印迹技术早已被应用于邻苯二甲酸酯类物质的检测,由邻苯二甲酸酯类制取的印迹聚合物能用来导电环境中的PAEs。He等与张枭明等制取了性能高于传统本体聚合物的DBP-MIPs分子印迹聚合物、硅基DBP表面分子印迹聚合物和磁性表面分子印迹聚合物,并研究了三种DBP分子印迹聚合物对DBP的导电性能。
对比找到,后两种表面印迹聚合物要比本体单体制备的印迹聚合物对DBP的导电量更大,导电速率减缓,超过吸附平衡的时间更加较短,磁性表面印迹聚合物较前两者享有更佳的导电分离出来效果。2结论与未来发展吸附作用在水环境中PAEs的除去过程中充分发挥了十分最重要的起到。导电与传统的生物方法比起更加较慢,且通过解吸过程可将吸附剂循环用于。
活性炭、壳聚糖、黏土矿物、沸石、生物炭等都是环保、经济的吸附剂,能用来除去水中的PAEs。随着各种化学改性技术、交联技术、纳米技术和分子印迹技术等的较慢发展,更加多的导电材料可用作高效除去环境中的PAEs。各种导电材料除去水环境中的PAEs效果、机理有所不同,具备各自的优缺点。
(1)活性炭和改性活性炭导电法是尤为成熟期的导电技术,而且导电量较为大,不仅能导电PAEs,还能导电水中其他的污染物,可以经过解吸后循环用于,但成本比较较高,不建议大规模用于；梧桐叶、花生壳等做成的生物炭成本便宜,导电效果好,但制作过程简单,处理量较低,建议用来处置水中的痕量PAEs。(2)壳聚糖是价格比较便宜、成分天然、无二次污染的导电材料,改性后的壳聚糖导电性能很好,并且可以再造利用,在除去PAEs方面具备很好的应用于潜力,缺点是导电容量并不大,重复使用利用艰难。(3)生物质导电法具备环保、天然、安全性、成本低的优点,缺点是分开用于对污水的处理量很低,该导电过程与生物降解法(如活性污泥、生物滤池等)融合用于,具备较好的处置效果和应用于前景。
(4)人工树脂由于其独有的溶胶性能和官能团,较更容易改性和交联,便于重复使用利用。导电性能也较高,缺点是仅有合适水质不过于简单的污水处理,可用作自来水厂、工业废水的三级处置。(5)黏土矿物材料,如火山岩、沸石、砾石等,优点是成分天然、含量非常丰富、价格低廉、有毒有害,导电效果好,可作为人工湿地的填料融合生物降解起到除去水中的PAEs,缺点是导电饱和状态后无法反复利用。
(6)膜技术作为一种高效的分离出来方法,在工业清洁生产中用于较多,水中PAEs除去主要使用纳滤膜和超滤膜,优点是去除率低,缺点是在用于中更容易再次发生膜污染,随着导电饱和状态不会再次发生阻塞,该方法合适除去单一种类、痕量的PAEs。(7)碳纳米管、石墨烯纳米片、分子筛、分子印迹聚合物和其他新型金属复合材料导电PAEs仅次于的优点是除去效率高、导电约均衡的时间较短,缺点在于生产成本较高,且多正处于实验研究阶段,在实际中应用于较较少。目前,导电法除去水中PAEs的研究不存在一些问题：(1)多数研究集中于在导电效果的叙述、导电性能的研究,而对于导电的深层次机理研究的还过于系统；(2)活性炭、黏土矿物、功能树脂等导电材料研究的较为多,对材料的改性和反复利用方面研究较较少；(3)DEP和DBP的导电除去研究较多,而关于使用量仅次于、毒性更加强劲、更加无以水解的DEHP的导电研究比较较较少。
(4)目前研究多集中于实验室的小规模研究阶段,大规模应用于和实际案例很少。未来的研究建议侧重于改性的活性炭、改性壳聚糖、改性黏土等导电材料的研究上,从而提升对PAEs的导电性能。随着纳米、分子技术的发展,新材料对PAEs的导电具备较小的研究和应用于前景。导电融合生物降解方法除去水中的PAEs是未来研究的趋势之一。
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