不同来源腐植酸对二氧化钛纳米颗粒的聚凝行为的影响

为了探讨不同来源腐植酸对二氧化钛纳米颗粒(TiO_2 nanoparticles, TiO_2 NPs)在水体环境中悬浮/沉降行为的影响,考察了不同溶液pH条件下,两种不同来源腐植酸(风化褐煤腐植酸, HAL;河水腐植酸HAS)在TiO_2 NPs表面的吸附。结果表明,HA在TiO_2 NPs表面的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型,吸附量随pH的上升呈现下降趋势,在溶液pH=3.0条件下,HAL和HAS的吸附量分别为99.01 mg·L~(-1)和63.46 mg·L~(-1)。两种HA在TiO_2 NPs上的吸附动力学都满足二级动力学方程,HAL的初始吸附速率高于HAS;研究了pH、HA对TiO_2 NPs在溶液中的悬浮/沉降行为的影响,结果表明溶液pH值越接近等电点TiO_2 NPs越容易沉降,而HAL由于吸附量更大,其对TiO_2 NPs的悬浮性能影响更加显著;傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱研究结果表明HA中的芳香族和羧酸能够与TiO_2 NPs表面的羟基相互作用。因此,在含有不同组分的腐植酸的水体中,TiO_2 NPs的环境行为存在一定的差异性,其对水生生态系统的潜在影响不容忽视。