老化微塑料对重金属镉的吸附特征

【目的】光老化是微塑料老化的一种重要过程。光老化会改变微塑料的表面形貌和物理化学性质,进而影响微塑料与重金属间的相互作用,因此对光老化前后微塑料吸附镉离子的特征进行了研究。【方法】首先采用340 nm紫外光老化聚丙烯(polypropylene,PP)和聚酰胺66(polyamide66,PA66)微塑料,借助扫描电镜和傅里叶红外光谱对老化前后微塑料进行表征;然后采用静态吸附试验,研究老化前后微塑料对镉离子的吸附动力学、吸附等温线,分析溶液pH和温度对微塑料吸附镉离子的影响;最后比较微塑料吸附的镉离子在超纯水和模拟胃液中的解吸率。【结果】微塑料对镉离子的吸附过程符合准二级动力学模型(R 2>0.91)和Freundlich模型(R 2>0.96)。老化微塑料对镉离子的吸附能力要高于老化前,这与老化微塑料比表面积增大和C=O官能团增加有关。随着溶液pH增加,微塑料对镉离子的吸附表现出先增加后降低的趋势。微塑料对镉离子的吸附是自发进行的吸热过程,温度升高有利于吸附。解吸试验表明微塑料吸附的镉离子在模拟胃液中的解吸率高于超纯水,且老化微塑料的解吸率降低。【结论】本研究结果为全面了解微塑料与重金属的相互作用行为提供了一定的理论依据。