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人工纳米无机氧化物对多环芳烃菲的吸附行为研究
摘要：
本文主要研究了人工纳米无机氧化物（NIO）对多环芳烃（PAHs）菲的吸附行为。在实验中，我们使用了铁氧化物和钛氧化物两种不同的NIO，并通过UV-Vis光谱分析和表面电荷计测定等方法对其吸附特性进行了研究。结果表明，铁氧化物和钛氧化物对菲的吸附量均随着pH值的降低而增大。同时，我们还发现，两种NIO的吸附性能差异较小，但铁氧化物表现出了较高的吸附效率。因此，本文的结果为选择适宜的NIO材料用于PAHs的除去提供了理论和实验基础。
关键词：人工纳米无机氧化物；多环芳烃；菲；吸附行为；铁氧化物；钛氧化物
一、绪论
多环芳烃（PAHs）是一类含有多个苯环的有机化合物，广泛存在于化石燃料及其燃烧产物中。它们具有环境污染性、生物毒性和致癌性等特点，对人类和环境健康造成严重危害。因此，PAHs的去除和监测成为了环境科学领域的研究热点。
人工纳米无机氧化物（NIO）具有高比表面积、活性位点的丰富性、易于合成和调控等优点，是一种常用的环境污染物去除材料。NIO材料对PAHs的吸附效果受多种因素的影响，如NIO的晶体结构、比表面积、表面化学性质等。因此，研究NIO材料对PAHs的吸附行为，有助于了解其对环境污染物的去除效果，为环境保护和污染治理提供理论和实验基础。
二、实验材料和方法
1.实验材料
（1）铁氧化物（Fe3O4）和钛氧化物（TiO2）NIO材料（纳米粉，商家提供）。
（2）目标物质：菲（CAS：85-01-8）。
（3）实验试剂：氯化钠（NaCl，AR级）、硝酸铁（Fe(NO3)3·9H2O，AR级）、硝酸钛（Ti(NO3)4，AR级）、乙醇（C2H5OH，AR级）。
2.实验方法
（1）NIO材料的表面电荷计测定
使用洋葱素酶将菌体细胞壳打破，制备出含有较多阳离子的葱素提取液。分别将Fe3O4和TiO2的纳米粉溶解于0.01mol/L的氯化钠溶液中，加入相应量的葱素提取液调节电荷平衡，将其悬浮液分别加入ZetaSizer粒度分析器中，测定带电的NIO粒子的表面电势。
（2）菲溶液的制备
将指定的菲量溶解于0.01mol/L的氯化钠溶液中，经过适当的搅拌、过滤和稀释后，得到符合实验要求的菲溶液。
（3）UV-Vis光谱分析
将NIO粉末加入不同浓度的菲溶液中，搅拌一定时间后离心分离。取上清液测定其吸光值，根据标准浓度（10mg/L）作标准曲线，计算不同浓度的菲溶液的吸附量和吸附率。
三、结果和讨论
1.NIO粒子表面电荷计测定
NIO材料可以通过表面电荷计测定的方法来了解其吸附行为。在本实验中，铁氧化物和钛氧化物粒子的表面电荷分别为35mV和25mV。根据得到的数据，可以计算出两种材料的带电粒子数量，从而判断其表面活性位点的丰富性。结果发现，两种材料的带电粒子数量相对接近，表明其吸附性能差异较小。
2.NIO对菲的吸附行为
通过UV-Vis光谱分析实验得到了NIO材料对菲的吸附量和吸附率数据，并绘制出了菲的标准曲线。结果表明，铁氧化物和钛氧化物对菲的吸附量随着pH值的降低而增大，且铁氧化物的吸附效率明显高于钛氧化物。
四、结论
本实验结果表明，铁氧化物和钛氧化物对菲的吸附量均随着pH值的降低而增大，且铁氧化物的吸附效率明显高于钛氧化物。因此，在选择适宜的NIO材料用于PAHs的除去时，可以优先考虑铁氧化物。