多基团秸秆纤维对水体中铜/磺胺甲恶唑复合污染物的定量吸附性能

以秸秆纤维为研究对象,通过醚化和接枝化修饰方法赋予其纤维结构的季胺基(-N+)、羧基(-COOH)等,从而制备出多基团纤维材料(NCS)。在一元和二元吸附体系中,考察了NCS对不同pH水体中铜/磺胺甲恶唑(SMZ-Cu)复合污染物的去除效果。Langmuir吸附等温线拟合结果表明,NCS对SMZ和Cu(Ⅱ)的最大理论吸附量分别为59.76 mg·g^(-1)和4.71 mg·g^(-1),以及对络合物中SMZ和Cu(Ⅱ)的最大理论吸附量分别为56.21 mg·g^(-1)和5.54 mg·g^(-1)。吸附过程也符合准二级动力学方程,属于化学吸附。相比而言,NCS在一元吸附体系中更倾向单一吸附SMZ而不是Cu(Ⅱ)。而且,多重相互作用使NCS在二元吸附体系中主要吸附SMZ-Cu为主,而不是单一污染物。密度泛函理论(DFT)计算不但验证了上述结果,还定量地解释在单一吸附系统中,NCS的-N+结构中-COOH与SMZ中磺酰氨氮结合最稳定,而C-N则与Cu结合能最大;在二元吸附体系中,最主要的吸附结构是SMZ-Cu以Cu接近NCS方式,而络合-解络合-再络合模式是该体系中Cu被吸附增加的原因。