有機(jī)污染物在碳納米管上的吸附解吸動(dòng)力學(xué)研究

盧妙杰，王 方，王中良

（天津師范大學(xué)a.天津市水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，b.城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，天津 300387）

有機(jī)污染物在碳納米管上的吸附解吸動(dòng)力學(xué)研究

盧妙杰a，b，王 方a，王中良a，b

（天津師范大學(xué)a.天津市水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，b.城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，天津 300387）

為了分析研究有機(jī)物在碳納米管上的吸附/解吸動(dòng)力學(xué)機(jī)理，選用原始單壁碳納米管（r-SWNTs）和氧化單壁碳納米管（O-SWNTs）作為吸附劑，對(duì)比了2種碳納米管對(duì)1，3-二氯苯（1，3-DCB）、2，4-二氯酚（2，4-DCP）和硝基苯（NBZ）3種不同污染物的吸附和解吸行為.研究結(jié)果表明：與非極性有機(jī)污染物相比，極性有機(jī)污染物具有相對(duì)較快的快吸附/解吸階段和相對(duì)緩慢的慢吸附/解吸階段.有機(jī)污染物在氧化碳納米管上的吸附解吸動(dòng)力學(xué)速率比在原始碳納米管上緩慢，這主要是由于碳納米管與有機(jī)污染物間的氫鍵和π-π電子供受體等的特殊作用所致.研究結(jié)果對(duì)碳納米管在廢水處理中的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義，同時(shí)可為評(píng)價(jià)碳納米管的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供重要的技術(shù)參考.

有機(jī)污染物；碳納米管；吸附動(dòng)力學(xué)；解吸動(dòng)力學(xué)

自1991年被Iijima[1]發(fā)現(xiàn)，碳納米管以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)和優(yōu)異的電化學(xué)性能被廣泛關(guān)注，并被大量應(yīng)用于光學(xué)、電學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和傳感器等領(lǐng)域[2-3].碳納米管的大量生產(chǎn)和使用不可避免地造成這些材料進(jìn)入到環(huán)境中，因此，其環(huán)境行為已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[4-5].由于具有較高的比表面積和孔體積，碳納米管對(duì)環(huán)境中很多有機(jī)污染物具有很強(qiáng)的吸附能力，可大量地富集有機(jī)污染物，并極大地改變污染物的遷移性和生物可利用性[4-6].因此，了解碳納米管對(duì)有機(jī)污染物的吸附解吸機(jī)理對(duì)于正確評(píng)價(jià)其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)非常重要.

近十多年來(lái)，碳納米管對(duì)有機(jī)污染物的吸附熱力

學(xué)研究已有很多[7-11].這些研究表明，碳納米管對(duì)多環(huán)芳烴、酚類(lèi)有機(jī)物和硝基類(lèi)化合物等具有很強(qiáng)的吸附能力，遠(yuǎn)高于環(huán)境中的溶解性有機(jī)質(zhì)、粘土顆粒等環(huán)境介質(zhì)[9-11].然而有關(guān)碳納米管對(duì)有機(jī)污染物吸附動(dòng)力學(xué)尤其是解吸動(dòng)力學(xué)的研究還非常有限.污染物在碳納米管上的動(dòng)力學(xué)過(guò)程能夠更直接地影響污染物的遷移性和生物可利用性，且其動(dòng)力學(xué)過(guò)程與污染物的性質(zhì)和碳納米管的表面化學(xué)性質(zhì)直接相關(guān)[12].Pan等[13]研究發(fā)現(xiàn)雌二醇和雙酚A在碳納米管上的吸附和解吸過(guò)程很快達(dá)到平衡，且很難從碳納米管上解吸下來(lái)；而Sheng等[7]的研究發(fā)現(xiàn)污染物的硝基官能團(tuán)越多，其在碳納米管上的吸附動(dòng)力學(xué)速率越慢.

為了進(jìn)一步明確碳納米管的表面化學(xué)性質(zhì)與污染物的理化性質(zhì)對(duì)吸附解吸動(dòng)力學(xué)的影響，本研究選用原始單壁碳納米管（r-SWNTs）和氧化單壁碳納米管（O-SWNTs）作為吸附劑，對(duì)比了2種碳納米管對(duì)1，3-二氯苯（1，3-DCB）、2，4-二氯酚（2，4-DCP）和硝基苯（NBZ）3種不同污染物的吸附和解吸動(dòng)力學(xué)行為，旨在探索碳納米管對(duì)有機(jī)污染物的吸附解吸機(jī)理，為評(píng)價(jià)碳納米管的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供技術(shù)參考.

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

實(shí)驗(yàn)所用的原始單壁碳納米管購(gòu)買(mǎi)自深圳市納米港有限公司，外徑≤2 nm，長(zhǎng)5～15 μm，純度≥95%.氧化單壁碳納米管采用Yang等[14]的方法，用體積比為3∶1的濃硫酸和濃硝酸氧化處理原始單壁碳納米管得到.

實(shí)驗(yàn)所用1，3-二氯苯（99%）、2，4-二氯酚（99%）和硝基苯（99%）均購(gòu)買(mǎi)自SigmaAldrich公司（St.Louis，MO），其水溶解度Csat、辛醇-水分配系數(shù)KOW和酸解離常數(shù)pKa等理化性質(zhì)如表1所示.

表1 1，3-二氯苯、2，4-二氯酚和硝基苯的基本理化性質(zhì)Tab.1 Basic physical and chemical properties of 1，3-DCB，2，4-DCP and NBZ

表1中數(shù)據(jù)均出自文獻(xiàn)[15].濃硫酸（分析純）、濃硝酸（分析純）、鹽酸（分析純）和氫氧化鈉（分析純）均購(gòu)自天津市嬴達(dá)稀貴化學(xué)試劑廠，氯化鈉（分析純）購(gòu)自天津市津科精細(xì)化工公司，甲醇（色譜純）和正己烷（色譜純）購(gòu)自天津康科德科技有限公司.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

采用搖瓶法進(jìn)行有機(jī)污染物在碳納米管上的吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，具體操作如下：準(zhǔn)確稱(chēng)取100 mg碳納米管置于200 mL玻璃反應(yīng)瓶中，加入預(yù)先配制好的pH值為5的背景電解液（含0.02 mg/L NaCl和200 mg/L疊氮化鈉），以保證實(shí)驗(yàn)條件下所有吸附質(zhì)都是分子狀態(tài).潤(rùn)濕24 h后，用微量注射器分別加入預(yù)先配制的有機(jī)污染物甲醇儲(chǔ)備液（甲醇加入量不超過(guò)溶液總體積的0.5%），使1，3-二氯苯、2，4-二氯酚和硝基苯的初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為28、100和20 mg/L，加蓋密封后快速搖勻，并放入恒溫?fù)u瓶柜中以140 r/min的速度在25℃下恒溫震蕩，分別在0.25、0.5、1、2、4、10、24、48、72和120 h等時(shí)間點(diǎn)取出玻璃反應(yīng)瓶，以3 000 r/min的速率離心5 min，取上清液測(cè)定其濃度. 1.2.2 解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)與吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)類(lèi)似.首先取吸附平衡后離心過(guò)的反應(yīng)瓶，去掉90%左右的上清液，稱(chēng)重確定剩余的電解液重量，并計(jì)算確定剩余液體的體積；然后重新向瓶中加滿(mǎn)不含污染物的電解液，開(kāi)始進(jìn)行解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，分別在解吸進(jìn)行了0.25、0.5、1、2、4、10、24、48、72和120 h等時(shí)間點(diǎn)取出玻璃反應(yīng)瓶，以3 000 r/min的速率離心5 min，取上清液測(cè)定其濃度.

1.3 分析方法和質(zhì)量保證

實(shí)驗(yàn)中1，3-二氯苯的濃度采用Aglient GC 6890N型氣相色譜儀自動(dòng)進(jìn)行分析，使用30 m×0.32 mm× 0.25 μm的J&W Scientific HP-5色譜柱和電子捕獲檢測(cè)器（electron capture detector，ECD）.分析條件為：進(jìn)樣口溫度為200℃；柱起始溫度為80℃，保留1 min，以10℃/min的速率升溫至160℃后，以50℃/min的速率升到240℃；檢測(cè)器溫度為300℃；高純氮載氣流速為1.0 mL/min，不分流進(jìn)樣.

2，4-二氯酚和硝基苯的濃度采用配備有3 mm× 100 mm SunFire C18反相柱的Merck Hitachi L-2000型高效液相色譜儀測(cè)定.測(cè)定2，4-二氯酚的流動(dòng)相為水和甲醇混合液（體積比為40∶60），流速為0.4mL/min，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm；測(cè)定硝基苯的流動(dòng)相仍為水和甲醇混合液（體積比為65∶35），流速為0.4mL/min，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為305 nm.

在背景電解液中添加疊氮化鈉作為抑菌劑，可以避免微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解.吸附和解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)均在密封、避光的條件下進(jìn)行，以防止有機(jī)污染

物的揮發(fā)和光降解.所有吸附和解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)為2個(gè)平行樣，并設(shè)有空白對(duì)照.

1.4 數(shù)據(jù)擬合

采用兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型[12，16-17]分別對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)和解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合.此模型將污染物的吸附過(guò)程分為初始的快吸附階段和后續(xù)的慢吸附階段2個(gè)過(guò)程，分別使用2個(gè)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行模擬，其動(dòng)力學(xué)模型分別為

式（1）和式（2）中：C0（mg/L）和Ct（mg/L）分別為有機(jī)污染物在起始時(shí)刻和時(shí)間t時(shí)的水相濃度；Fr1和Fs1為有機(jī)污染物在碳納米管上快吸附和慢吸附部分分別所占的比例；kr1（h-1）和ks1（h-1）為有機(jī)污染物在碳納米管上快吸附和慢吸附的速率常數(shù)；q0（mg/kg）和qt（mg/ kg）分別為解吸過(guò)程中起始時(shí)刻和時(shí)間t時(shí)碳納米管上有機(jī)污染物的固相濃度；Fr2和Fs2為有機(jī)污染物在碳納米管上快解吸和慢解吸部分分別所占的比例；kr2（h-1）和ks2（h-1）為有機(jī)物在碳納米管上快解吸和慢解吸的速率常數(shù).

2 結(jié)果與討論

2.1 碳納米管的性質(zhì)與表征

2種碳納米管的表面元素含量、孔徑結(jié)構(gòu)和零電荷點(diǎn)等性質(zhì)如表2所示.表2中碳納米管的表面元素含量采用X線(xiàn)光電子能譜分析得到，BET比表面積和平均孔徑由N2吸附方法測(cè)定，零電荷點(diǎn)由pH漂移法測(cè)定.

表2 r-SWNTs和O-SWNTs的元素分析、孔徑分析和零電荷點(diǎn)分析結(jié)果Tab.2 Results of elemental analysis，pore width analysis and pHPZC analysis of r-SWNTs and O-SWNTs

由表2可知，氧化單壁碳納米管的含氧量為8.66%，與原始單壁碳納米管4.24%的含氧量相比明顯增加，這與圖1所示的傅里葉-紅外光譜的測(cè)定結(jié)果一致.由圖1可知，經(jīng)氧化處理后，碳納米管表面的含氧官能團(tuán)增多，其—OH峰（3 450 cm-1）、—COOH峰（1 700～1 750 cm-1）、CO峰（1 550～1 650 cm-1）和C—O峰（1 450 cm-1）更為明顯.

圖1 r-SWNTs和O-SWNTs的傅里葉-紅外光譜圖Fig.1 Fourier transform infrared（FTIR）spectra of r-SWNTs and O-SWNTs

表3為碳納米管表面官能團(tuán)的含量，其中表面酸堿度采用Boehm滴定法測(cè)得，總官能團(tuán)密度為總酸堿度與BET比表面積的比值.

表3 r-SWNTs和O-SWNTs的表面官能團(tuán)含量Tab.3 Content of surface functional group of r-SWNTs and O-SWNTs

由表3中結(jié)果可知，氧化處理后的碳納米管的表面酸性官能團(tuán)含量由0.21 mmol/g提高至0.83 mmol/g.氧化碳納米管表面酸性官能團(tuán)的增加，一方面表明了其表面含氧量的增加；另一方面也導(dǎo)致了氧化碳納米管零電荷點(diǎn)（pHPZC）的降低.同時(shí)，氧化后碳納米管的比表面積由416 m2/g降至295 m2/g，平均孔徑由8.58 nm降至6.01nm，都明顯低于原始碳納米管.

2.2 有機(jī)污染物的吸附動(dòng)力學(xué)

1，3-二氯苯、2，4-二氯酚和硝基苯3種有機(jī)污染物在原始單壁碳納米管和氧化單壁碳納米管上的吸附動(dòng)力學(xué)的模型擬合曲線(xiàn)如圖2所示.從圖2中可以看出，3種有機(jī)物在碳納米管上的吸附動(dòng)力學(xué)均表現(xiàn)出明顯的兩階段特征，即初始的快吸附階段和后續(xù)的慢吸附階段，且3種有機(jī)物在2種碳納米管上的吸附均能很快達(dá)到平衡.

采用兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型（式（1））對(duì)3種有機(jī)污染物的吸附動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果如表4所示.由表4可知，3種有機(jī)物的擬合相關(guān)性系數(shù)

R2均大于0.97，說(shuō)明兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)擬合良好.此外，3種有機(jī)物在2種不同碳納米管上擬合得到的快吸附速率常數(shù)kr1的大小順序一致，由大到小的順序依次為：1，3-二氯苯＞2，4-二氯酚＞硝基苯；而慢吸附速率常數(shù)ks1由大到小的順序依次為：硝基苯＞2，4-二氯酚＞1，3-二氯苯，與快吸速率常數(shù)kr1的趨勢(shì)相反，且同一種污染物對(duì)應(yīng)的快吸附速率常數(shù)kr1均比慢速率吸附常數(shù)ks1高1到2個(gè)數(shù)量級(jí).3種有機(jī)污染物在2種碳納米管上的快吸附部分Fr1所占比例均大于相應(yīng)的慢吸附部分Fs1，這說(shuō)明3種有機(jī)污染物在2種碳納米管上的吸附均以快吸附為主.對(duì)于同一種污染物，在原始碳納米管上的快吸附速率kr1和慢吸附速率ks1均大于氧化碳納米管，且氧化碳納米管上的慢吸附比例Fs1更高，說(shuō)明與原始碳納米管相比，3種有機(jī)污染物在氧化碳納米管上的吸附平衡時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng).

圖2 1，3-二氯苯，2，4-二氯酚和硝基苯在r-SWNTs和O-SWNTs上吸附的兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合曲線(xiàn)Fig.2 Fitting curves of 1，3-DCB，2，4-DCP and NBZ adsorption on r-SWNTs and O-SWNTs by two-compartment first-order kinetic model

表4 1，3-二氯苯，2，4-二氯酚和硝基苯在r-SWNTs和O-SWNTs上吸附的兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合參數(shù)Tab.4 Two-compartment first-order kinetic model parameters for 1，3-DCB，2，4-DCP and NBZ adsorption on r-SWNTs and O-SWNTs

2.3 有機(jī)污染物的解吸動(dòng)力學(xué)

1，3-二氯苯、2，4-二氯酚和硝基苯3種有機(jī)污染物在原始單壁碳納米管和氧化單壁碳納米管上的解吸動(dòng)力學(xué)模型擬合曲線(xiàn)如圖3所示.由圖3可以看出，與吸附動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)類(lèi)似，3種有機(jī)物在碳納米管上的解吸動(dòng)力學(xué)也表現(xiàn)出明顯的兩階段特征，即初始的快解吸階段和后續(xù)的慢解吸階段.

采用兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型（式（2））對(duì)3種污染物的解吸動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)進(jìn)行擬合，結(jié)果如表5所示.由表5可知，3種有機(jī)物的擬合的相關(guān)性系數(shù)R2均大于0.99，說(shuō)明兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)解吸動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合的效果良好.3種有機(jī)污染物在2種碳納米管上擬合得到的快解吸速率常數(shù)kr2和慢解吸速率常數(shù)ks2的大小規(guī)律均與吸附動(dòng)力學(xué)擬合得到的結(jié)果類(lèi)似.值得注意的是，在解吸動(dòng)力學(xué)中，快解吸速率常數(shù)kr2比慢解吸速率常數(shù)ks2高4到5個(gè)數(shù)量級(jí)，遠(yuǎn)大于吸附動(dòng)力學(xué)中的差距.相對(duì)于吸附動(dòng)力學(xué)，有機(jī)污染物在2種碳納米管上的慢解吸部分Fs2所占比例大大提高，這說(shuō)明有機(jī)污染物在碳納米管上的解吸動(dòng)力學(xué)以慢解吸為主.

2.4 吸附解吸動(dòng)力學(xué)機(jī)理探討

碳納米管可看作由片層石墨結(jié)構(gòu)卷曲而成的中空管，主要由sp2雜化碳原子構(gòu)成，可以形成高度離域化的π電子共軛體系，既可以成為π電子供體，也可以成為π電子受體[10].研究表明，除疏水性作用外，碳納米管還可通過(guò)π-π共軛作用、π-π電子供受體作用和氫鍵作用等極大地促進(jìn)有機(jī)污染物的吸附[5].

1，3-二氯苯、2，4-二氯酚和硝基苯在2種碳納米管上的吸附/解吸動(dòng)力學(xué)速率的差異主要由有機(jī)污染物的性質(zhì)決定.1，3-二氯苯不含極性官能團(tuán)，

主要通過(guò)疏水作用和π電子共軛作用吸附在碳納米管表面.而對(duì)于2，4-二氯酚，由于其羥基為供電子基團(tuán)，造成與之相連的苯環(huán)上的電荷密度增加，此時(shí)碳納米管的石墨化表面可作為π電子受體，與其發(fā)生π電子供受體作用，此外，2，4-二氯酚還可與碳納米管上的官能團(tuán)發(fā)生氫鍵作用，增強(qiáng)其在碳納米管上的吸附[11].硝基苯的硝基為強(qiáng)吸電子基團(tuán)，造成苯環(huán)上的電荷密度降低，因此，硝基苯可以作為π電子受體，與碳納米管間發(fā)生π-π電子供受體作用，這大大增強(qiáng)了硝基苯在碳納米管上的吸附[10].Zhang等[12]的研究結(jié)果表明，與非極性有機(jī)物相比，極性污染物普遍具有更大的快吸附速率kr和更小的慢吸附速率ks，這與本研究的結(jié)果一致.上述研究結(jié)果均表明極性有機(jī)污染物與碳納米管的特殊作用加快了其在碳納米管上的快吸附/解吸速率，但同時(shí)減慢了其慢吸附/解吸速率.

圖3 1，3-二氯苯，2，4-二氯酚和硝基苯在r-SWNTs和O-SWNTs上解吸的兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合曲線(xiàn)Fig.3 Fitting curves of 1，3-DCB，2，4-DCP and NBZ desorption on r-SWNTs and O-SWNTs by two-compartment first-order kinetic model

表5 1，3-二氯苯，2，4-二氯酚和硝基苯在r-SWNTs和O-SWNTs上解吸的兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合參數(shù)Tab.5 Two-compartment first-order model parameters for 1，3-DCB，2，4-DCP and NBZ desorption on r-SWNTs and O-SWNTs

3種污染物在氧化碳納米管上快吸附/解吸速率和慢吸附/解吸速率均有所降低，這主要是因?yàn)檠趸幚砗蟮奶技{米管的表面性質(zhì)發(fā)生了化學(xué)變化.一方面，氧化碳納米管的表面官能團(tuán)間可能存在交聯(lián)（cross-linking）現(xiàn)象[18]，造成碳納米管的比表面積和平均孔徑變小，有機(jī)污染物較難進(jìn)入較小的孔徑或縫隙，導(dǎo)致吸附/解吸速率降低.另一方面，氧化處理后的碳納米管表面引入的含氧酸性官能團(tuán)為親水性基團(tuán)，使得碳納米管本身的疏水作用減弱.同時(shí)，氧化處理破壞了碳納米管石墨化表面完整的π鍵結(jié)構(gòu)，影響了π電子分布，在一定程度上減弱了碳納米管與有機(jī)污染物的π-π共軛作用，所以有機(jī)污染物在氧化碳納米管需要更長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到吸附平衡.此外，氧原子具有供電子屬性，雖然氧化碳納米管的比表面積低于原始碳納米管，但由于極性化合物2，4-二氯酚和硝基苯本身的供電子羥基基團(tuán)和吸電子硝基基團(tuán)具有很強(qiáng)的提供電子和接受電子的能力，很容易與具有得失電子屬性的碳納米管產(chǎn)生電子供受體作用，因此，極性有機(jī)污染物2，4-二氯酚和硝基苯在氧化碳納米管和原始碳納米管上的吸附和解吸速率差小于非極性有機(jī)污染物1，3-二氯苯在氧化碳納米管和原始碳納米管上的吸附和解吸速率差.

3 結(jié)論

（1）有機(jī)污染物在碳納米管上的吸附解吸動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)出明顯的兩階段特征，即初始的快吸附/解吸階段和后續(xù)的慢吸附/解吸階段.

（2）兩階段一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的擬合結(jié)果表明：極性污染物普遍具有更大的快吸附解吸速率常數(shù)和更小的慢吸附解吸速率常數(shù)；與非極性有機(jī)污染物相

比，極性有機(jī)污染物的吸附動(dòng)力學(xué)速率相對(duì)緩慢，這主要是由于碳納米管與極性有機(jī)污染物間的特殊作用所致，表明有機(jī)污染物的極性和分子結(jié)構(gòu)對(duì)其吸附解吸動(dòng)力學(xué)行為具有顯著的影響.

（3）有機(jī)污染物在氧化碳納米管上的吸附解吸動(dòng)力學(xué)速率慢于在原始碳納米管上的吸附解吸動(dòng)力學(xué)速率，這表明吸附劑的表面化學(xué)性質(zhì)對(duì)污染物的吸附解吸動(dòng)力學(xué)行為具有顯著影響.

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（責(zé)任編校 亢原彬）

Adsorption and desorption kinetics of organic contaminants on carbon nanotubes

LU Miaojiea，b，WANG Fanga，WANG Zhonglianga，b
（a.Tianjin Key Laboratory of Water Resources and Environment，b.College of Urban and Environmental Sciences，Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China）

In order to study the adsorption/desorption kinetics mechanism of organic contaminants on carbon nanotubes，the raw single-walled carbon nanotubes（r-SWNTs）and oxidized single-walled carbon nanotubes（O-SWNTs）were selected as the adsorbents，1，3-dichlorobenzene（1，3-DCB），2，4-dichlorophenol（2，4-DCP）and nitrobenzene（NBZ）were selected as the adsorbates，and the adsorption/desorption behaviors of these organic contaminants on r-SWNTs and O-SWNTs were compared.The results show that the rapid adsorption/desorption stage of the polar contaminants is relatively faster than that of nonpolar contaminants，and slow adsorption/desorption stage of the polar contaminants is relatively slower than that of nonpolar contaminants.The adsorption/desorption rate of all organic contaminants on O-SWNTs are slower than those on r-SWNTs. This is likely because of the specific interaction force（H-bonding，π-π electron donor-acceptor interactions，etc.）between organic contaminants and CNTs.It is important for CNTs in their application in wastewater treatment and assessment of their environmental risk.

organic contaminants；carbon nanotubes；adsorption kinetics；desorption kinetics

X131，O64

A

1671-1114（2016）06-0023-06

2016-07-11

天津市高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)計(jì)劃資助項(xiàng)目（TD12-5037）；天津師范大學(xué)博士基金資助項(xiàng)目（52XB1403）.

盧妙杰（1992—），女，碩士研究生.

王 方（1984—），女，助理研究員，主要從事環(huán)境有機(jī)化學(xué)方面的研究.