【正文】 簡(jiǎn)稱 HDTMA）改性后被用來當(dāng)作去除水中的天然有機(jī)物（以下簡(jiǎn)稱 NOM）的吸附劑從而進(jìn)行試驗(yàn)。它是一類同時(shí)具有親水基（酚類和羧酸）和疏水性（芳香族和脂肪族）官能團(tuán)等復(fù)雜有機(jī)物的混合物 [1]。此外， IOCS 可以用砂濾池的地下水處理廠開發(fā)用于去除地下水中的鐵 [6]，對(duì)那些對(duì)高成本吸附劑不適用或負(fù)擔(dān)不起的發(fā)展中國(guó)家來說，這一點(diǎn)尤其重要。這將加強(qiáng) IOCS 與 NOM 的表面反應(yīng)，這種定制 IOCS 屆時(shí)有更好的 NOM吸附性能，穩(wěn)定性和耐用性，它能在一個(gè)較大的 pH 值范圍內(nèi)吸附 NOM。這種用HDTMA 改性的 IOCS 以下簡(jiǎn)稱為 “改性 IOCS”。所有的批次吸附試驗(yàn)是（ 23177。根據(jù)艾肯等人 [14]和肯尼迪等人 [15]所建議的工藝，將 NOM 吸附前后的樣品進(jìn)行分級(jí)分離，通過 XAD8 (Supelite, Sigma–Aldrich)和 XAD4 (Amberlite, Sigma–Aldrich)樹脂將其親水性（ HPIA）酸，過渡親水性酸（ TPIA）和疏水性（ HPOA）酸分離。 5 3 結(jié)果與討論 IOCS 的特征 改性 HDTMAIOCS 的特定 BET 表面積為 m2/g，比未改性 IOCS 的（ ）略低，可能原因是在改性過程中一些鐵脫落了。第二高峰集中在 1383 和 1487 cm1，出現(xiàn)在 CH2 基團(tuán)或CH3 基團(tuán)的 CH 彎曲處 [21]。這種起始快速吸附緊接著緩慢吸附的現(xiàn)象在曾在氧化鐵（的研究）中被報(bào)道過 [22,23] 。,177。 NOM 與 IOCS 表面上某些有限的特異性結(jié)合位點(diǎn)相互作用。高 pH 值下雖然可以增加 了橫向的靜電斥力從而減少 NOM 分子的疏水性，但是這影響在堿性 pH 值下是微不足道的。表 S2 中改性IOCS 的 Langermiur 擬合系數(shù) b 比未改性的大，這表明了改性提高了 IOCS 活性中心與NOM 之間的親和力。因此，試圖解釋第二峰之間的微小差異是不恰當(dāng)?shù)?。從圖 5a 中還可以看到，在三種 pH 條件的研究中，改性 HDTMAIOCS 所表現(xiàn)出來的性能都優(yōu)于未改性的 IOCS。這就是所謂的受配體交換，并高度依賴于 pH[28,29]。一開始讓 NOM的濃度不同，根據(jù)處理的 DOC 累積質(zhì)量，表現(xiàn)出相似的吸附曲線，但隨著每次運(yùn)行的進(jìn)展，由于進(jìn)料濃度較高時(shí)平衡的濃度更高，更多的 NOM 被吸附。我們進(jìn)行了進(jìn)行吸附 解吸 再吸收三個(gè)周期。如圖中所示，一開始，二次改性 IOCS 的性能略優(yōu)于 再生的改性 IOCS 的性能，運(yùn)行后期也同樣如此?？梢韵胂蟮降氖牵朔椒梢耘c凝聚，絮凝和沉淀公用，在其后用以微調(diào) NOM 的濃度，或者可以在水處理中將它作為一種替代強(qiáng)化混凝的工藝。 17 參 考 文 獻(xiàn) [1] W. K246。接下來的改性 IOCS 評(píng)價(jià)也應(yīng)該表現(xiàn)出長(zhǎng)期的化學(xué)和生物穩(wěn)定性。二次改性在很大程度上恢復(fù)其吸附能力。 如果長(zhǎng)期應(yīng)用后要求恢復(fù)其吸附能力，則另一個(gè)可能的方法是二次改性。 圖 5 不同 pH 和進(jìn)料流速下改性 HDTMAIOCS 與未改 IOCS 的 吸附曲線圖 13 判斷 IOCS 再生成功不能憑借解吸后提取 NOM 的效率，而應(yīng)從再生后 IOCS 的吸附能力 [32]。如表 S3 所示，吸附后的濾床體積達(dá)到 30%吸附量。最初， NOM 可能通過疏水相互作用被吸附到 HDTMA 表面，降低了吸附對(duì) pH 的依賴。與批量測(cè)試的結(jié)果相一致， NOM 的吸附能力隨 pH 值增加，即未改性和改性 IOCS 最大吸附較早發(fā)生在較高的 pH 下。 圖 S3 主要展示了吸附前后的 HPSECUV 曲線概況。從圖3b 我們還可以看到離子強(qiáng)度對(duì) NOM吸附的影響中，未改性 IOCS 的比改性 IOCS 的要大一點(diǎn)，當(dāng)當(dāng)離子強(qiáng)度從 上升到 時(shí)，未修性的 IOCS 對(duì) NOM 的最大吸附能力（ qm）從 增到 ，增加了 142％；而改性 IOCS 則從 增到 mgC/ g IOCS，增加了 32％。一個(gè)合理的解釋就是改性后， IOCS 的表面疏水性更強(qiáng)，吸附后部分可以從增強(qiáng)的疏水性相互作用使得其強(qiáng)度不會(huì)明顯地受 pH 的影響 [26]。 Langmuir 吸 附模型表示為： 圖 2 改性 HDTMAIOCS 和 未改性 IOCS 對(duì) NOM 吸附圖 8 eeme bCbCqq ??1 （ 3） 式中， Ce平衡濃度， mg/L； qe吸附質(zhì)平衡吸附量， mg/g； qm單層吸附的最大吸附量， mg/g； bLangmuir 常數(shù)，與擬合程度有關(guān)。表 S1 為未改性和改性 IOCS 對(duì) NOM吸附動(dòng)力學(xué)的參數(shù)，不管在酸性還是堿性條件下，改性 IOCS 的 NOM 吸附速率常數(shù)高于未改性 IOCS，這表明了改性 IOCS 的 HDTMA 對(duì) NOM 吸附具有強(qiáng)大的推動(dòng)力。 之間時(shí)對(duì) NOM的吸附動(dòng)力學(xué)以及偽二階動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)曲線。 圖 1 所顯示的是未改性 IOCS， HDTMA 改性 IOCS 和單獨(dú) HDTMA 的紅外光譜。以規(guī)則時(shí)間間隔取過濾后的濾液后，測(cè)其 NOM 濃度。過濾的樣品通過 微米濾膜過濾后，并用 UV254 吸光度分析 NOM（ Spectromic3000，米爾頓羅伊，美國(guó)）。 批量試驗(yàn) 通過在超純水里面溶解適量的薩旺尼河 NOM（用 RO 分離）來配制 NOM 原水。)，從而使得其平衡濃度在 ，比其 CMC高出 。涂 QACS 的 IOCS在此之前雖然還沒人嘗試過，但他應(yīng)該是很有研究前景的。表面被覆上一層鐵的氧化物的 IOCS 已被證明是一種有效的NOM 吸附劑 [35]。 HDTMA IOCS 吸附可能是一種很有前途的去除 NOM 替代技術(shù)。改性劑只是將 HDTMA 覆在 IOCS 的表面，并不改變 IOCS 的物理性質(zhì)。 NOM 本身是無害的，但它可以與消毒劑反應(yīng)形成消毒副產(chǎn)物 [2]。出于以上這些原因， IOCS 是一個(gè)值得開發(fā)的去除水中 NOM 的吸附劑。 我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室的早前實(shí)驗(yàn)研究得出可通過簡(jiǎn)單的吸附作用最佳的方法將 QACS 附在 IOCS 上 [11]，初步結(jié)果表明，不管是在低還是高 pH 值的條件下，使用長(zhǎng)鏈的 QACS 2 （如 HDTMA），其改性對(duì) NOM 的去 除性能比使用短鏈 QACS（如丙基氯）改性的效果好。 這種媒介的比表面積使用比表面積測(cè)定儀（ Coulter 公司 ，型號(hào) SA3100，美國(guó)）來測(cè)定。2℃ ）環(huán)境溫度下，將玻璃容器放在振蕩器用 140r/min 的振蕩頻率振蕩進(jìn)行的。根據(jù)秦等人 [16]和周等人 [17]的用微球狀凝膠色譜柱（ 毫米 300 毫米的方法，格雷斯，美國(guó)）， NOM 水樣的分子量分布可以通過尺寸排阻光譜（ Shimdzu，日本）測(cè)得。 XPS 結(jié)果顯示：用 HDTMA 改性后， IOCS表面上的 C 和 N 原子的百分比分別從 ％和 ％上升到 ％和 ％，這表明了改性后 HDTMA 附著在 IOCS 上。未改性的 IOCS 的光譜并沒有什么特別的地方?？焖俚某跏嘉揭褮w因于物理吸附機(jī)制，例如靜電相互作用，它決定了吸附起始期 IOCS 表面對(duì) NOM 吸附。 177。該模型的擬合參數(shù)如表 S2 所示。 如圖 所示，在兩種離子強(qiáng)度下，改性 IOCS 對(duì) NOM 的吸附能力更強(qiáng)，同時(shí)離子強(qiáng)度增強(qiáng)后，不管是改性還是未改性，對(duì) NOM 的吸附能力都增強(qiáng)。 圖 3 NOM 吸附等溫線 10 NOM 的優(yōu)先吸附 為了研究在改性 IOCS 表面對(duì) NOM 吸附期間， NOM 中各種成分之間的競(jìng)爭(zhēng)情況，我們用 XAD 分級(jí)分離和 HPSEC 測(cè)定吸附前后 NOM 的成 分。至于第一個(gè)峰值（較高分子量的組分），與 NOM 濃度密切成比例，改性 IOCS進(jìn)一步減少紫外吸收峰，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)移峰向較長(zhǎng)的保留時(shí)間，即朝向相對(duì)較小的分子。假如 NOM吸附是 30％，那么在 pH 為 , 和 下改性 IOCS 的可