碳纳米管与有机污染物的相互作用机理研究

本研究运用当前最新的仪器手段，结合综合分析的方法，旨在从分子水平上深入研究单个有机污染物与碳纳米管的相互作用机理，在复合污染体系中污染物在碳纳米管上吸附的相互影响机制，以及溶解态有机质的存在对有机污染物在碳纳米管上吸附的影响机理。这项研究对于深入系统分析有机污染物在环境中的迁移过程、最终归宿、持久性、对暴露生物的毒性和健康风险性、生物有效性以及对受污染环境的修复具有重要的理论意义。研究结果可为准确预测污染物的区域环境过程提供基础参数数据，为环境规划与管理部门相关政策的制定提供科学依据。

本研究根据项目申请书中的研究目标和内容开展了相关工作。主要包括：（1）采集泥炭土并通过逐级提取方法，获得了多个化学组成和物理特性不同的腐殖酸组分；购买了管径不同的原始和修饰的多壁碳纳米管。（2）运用元素分析仪测定了各腐植酸组分和碳纳米管的元素组成，运用比表面仪测得了各样品的表面积和孔隙度，运用固相核磁共振仪测得了各腐殖酸组分的官能团丰度，运用X-射线光电子能谱仪测得了个样品的表面元素和官能团含量。基于对各腐殖酸组分和碳纳米管理化性质表征的结果，开展了以下主要研究工作。（1）以上述各种腐殖酸作为溶解性有机质，研究了其与碳纳米管的相互作用机理；（2）溶解性有机质对碳纳米管悬浮稳定性的影响及内在机理；（3）在单吸附质体系中，憎水性有机污染物与碳纳米管的相互作用机理；（4）在复合污染体系中，共存有机污染物在碳管上的竞争吸附和取代行为，以及溶解性有机质对憎水性有机污染物在碳纳米管上吸附的影响机制。上述研究的相关结果，使得我们对纳米颗粒自身及对憎水性有机污染物环境行为和效应的影响机制有了较为系统的了解和认识，取得了一系列创新性的研究成果，大部分发表于本领域顶尖的国际刊物上。这些研究成果可为纳米颗粒的环境管理以及有机污染物的生态风险评价以及修复治理提供科学依据。