在水中有很多影響氣味的化合物，其中土臭素是一種氣味化合物，在通過(guò)各種微生物如藍作為代謝產(chǎn)物生成后通常存在于地表水中。這種化合物都存在于經(jīng)過(guò)飲用水處理的原水中，有時(shí)存在于公共飲用水供應的自來(lái)水中。在飲用水處理過(guò)程中須去除這些化合物，即使濃度低也會(huì )帶有氣味。由于活性炭的高孔隙結構，很適合吸附處理水中的化合物。所以我們研究了在沒(méi)有和存在物質(zhì)的情況下土臭素在活性炭上的吸附特性。

一般的處理方式是使用臭氧氧化的顆?；蚍蹱罨钚蕴课接糜谌コ⑽廴疚?，包括土臭素。吸附比臭氧氧化，活性炭廣泛用于飲用水處理廠(chǎng)?；钚蕴繉ν脸羲氐奈侥芰^高，因為其表面疏水性和較大的比表面積。然而，吸附動(dòng)力學(xué)非常緩慢，因此，需要較長(cháng)的接觸時(shí)間才能達到吸附平衡。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，我們了粉末狀活性炭粒徑<1微米。盡管由于活性炭顆粒內的擴散距離縮短，活性炭中的吸附物吸收率了提高，但由于其吸附能力的提高，動(dòng)力學(xué)仍然很慢，需要較長(cháng)時(shí)間才能達到吸附平衡，所以需要在此基礎上的活性炭材料。

  活性炭材料的優(yōu)點(diǎn)

氧化活性炭在其表面和邊緣具有幾個(gè)含氧官能團，包括環(huán)氧化物，羥基和羧基。因此，這種活性炭具有高親水性并且很好地分散在水中。因為它的物理化學(xué)性質(zhì)的，已廣泛研究了電子設備，傳感器，復合材料的應用。最近，氧化活性炭已被用作用于污染物，如染料，多環(huán)芳族烴等化合物。然而，其用于吸附除去土臭素的應用還不明確。因此，在本研究中，我們應用活性炭對土臭素的吸附去除，然后研究了物質(zhì)對活性炭吸附這些氣味化合物的影響。

  批量吸附實(shí)驗

在吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗中，將100mL等分試樣的水樣品加入110-mL小瓶中，然后加入活性炭分散體。用PTFE蓋封閉小瓶，手動(dòng)搖動(dòng)，然后在室溫下機械攪拌。還制備了不含活性炭的對照樣品。在吸附實(shí)驗期間，從小瓶中收集10mL溶液并以10,000rpm離心3分鐘。隨后通過(guò)0.45μm孔徑的膜過(guò)濾上清液，之后將濾液稀釋10倍，然后加入10mL溶液和3.5gNaCl。放入20mL小瓶中。接下來(lái)，在樣品中增加土臭素的濃度。計算活性炭上吸附的土臭素的含量。

  吸附動(dòng)力學(xué)

圖左顯示吸附動(dòng)力學(xué)研究中吸附在活性炭上的土臭素的量。在沒(méi)有物質(zhì)的情況下，吸附的土臭素的量在15分鐘內達到2.5ng/mg，之后沒(méi)有觀(guān)察到變化，表明土臭素在活性炭上的吸附平衡在15分鐘內達到。由于活性炭的孔隙結構，當土臭素到達吸附位點(diǎn)時(shí)，沒(méi)有土臭素在活性炭上的吸附擴散，導致吸附。根據前面的方法，在物質(zhì)存在下，在15分鐘內達到吸附平衡。圖右表示殘留土臭素的比例。物質(zhì)不影響土臭素去除，在不存在和存在物質(zhì)的情況下觀(guān)察到22%的去除。此外，在不存在和存在物質(zhì)的情況下，活性炭表現出對土臭素的吸附動(dòng)力學(xué)，其中吸附平衡在15分鐘內達到。

  吸附等溫線(xiàn)

吸附平衡實(shí)驗進(jìn)行60分鐘，這足以根據動(dòng)力學(xué)研究達到吸附平衡。圖3顯示了在不存在和存在物質(zhì)的情況下土臭素在活性炭上的吸附等溫線(xiàn)。如圖2所示，在物質(zhì)存在下，吸附的土臭素的總量增加。這些結果意味著(zhù)物質(zhì)可以增加活性炭的吸附位點(diǎn)。帶負電荷的物質(zhì)增加，因為電排斥力，從而增加了活性炭吸附能力。

在將土臭素吸附到活性炭上的過(guò)程中，氫鍵，疏水力和范德華相互作用可能有助于活性炭與每種氣味化合物之間的整體相互作用。氫鍵相互作用對中性pH下菲和三氯乙烯的吸附有很大影響，因為活性炭上的含氧官能團周?chē)纬伤?。在這項研究中，氫鍵相互作用可能部分地了土臭素在活性炭上的吸附，因為兩種化合物的化學(xué)結構各有一個(gè)羥基，我們在中性pH(7.3-7.5)下進(jìn)行了吸附實(shí)驗。土臭素的羥基可通過(guò)氫鍵與活性炭上的含氧基團相互作用。然而，我們認為疏水相互作用是主要的，此外，土臭素的平面性也可能有助于的吸附量。

氧化活性炭由于其孔隙結構而表現出對土臭素的吸附動(dòng)力學(xué)。在接觸15分鐘內達到吸附平衡。氧化活性炭與氣味化合物的反應可能主要通過(guò)疏水相互作用發(fā)生。因為土臭素的高疏水性活性炭能的吸附。物質(zhì)不影響活性炭對土臭素的吸附動(dòng)力學(xué)，并且物質(zhì)可能通過(guò)活性炭吸附位點(diǎn)的增加而增加吸附的土臭素的量。由于活性炭的表面親水性較高，活性炭對這種氣味化合物的吸附能力降低?？刂苹钚蕴可虾豕倌軋F的含量可以提高氣味化合物的吸附能力。