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持久性污染物是指能持久存在于环境中、通过生物食物链累积的有害化学物质，因其具有持久性、高毒性、生物累积性以及远距离迁移性，对生物及人体健康构成巨大威胁，迫切需要开发出一种廉价、高效、抗干扰能力的吸附剂来治理含持久性污染物的水体。双酚A(BPA)是一种典型的持久性污染物，作为一种重要的化工原料，双酚A应用广泛、需求量大，污染问题日益突出，无疑增加了对人类暴露的风险；钯离子作为一种性能十分优越的重金属，作为另一类持久性污染物，广泛应用在汽车、电镀、线路板行业，因其需求量大，地球丰度低，危害性高，对钯离子的回收利用显得尤为重要。因此，本研究选取双酚A、钯离子为模板污染物。活性炭具有比表面积大、化学性质稳定等优点，采用活性炭吸附技术去除水体中持久性污染物已被认为是一种最为有效和广泛的处理方法，是一种普遍使用的吸附材料，广泛应用于持久性污染物的深度处理。本文选用废弃烟蒂为原料，通过一系列手段优化制备成炭质吸附剂，并研究其对双酚A、钯离子的吸附性能和机理。具体内容如下：
1、本文以废弃烟蒂为原料，通过水热炭化和热活化的手段，以KOH为活化剂，成功合成了新型烟蒂基生物质活性炭AC-500、AC-600、AC-700和AC-800，最优的合成条件是：炭化温度为220℃，C/KOH比例为1/4，活化温度为800℃。AC-500、AC-600、AC-700和AC-800对BPA吸附的理论最大吸附容量Qm分别为55、435、699和847mg/g，Langmuir等温吸附模型更适合描述整个吸附行为。动力学研究表明吸附过程更符合拟二级动力学。通过和三种商业活性炭比较表明，AC-800对BPA的吸附性能远高于商业活性炭；此外，通过文献调研发现，AC-800对BPA吸附不仅拥有优异的吸附速率，同时其吸附容量也是非常突出。抗干扰实验表明，pH、腐殖酸、共存离子以及不同水源对AC-800吸附BPA的过程影响很小，结果表明AC-800在实际水体修复潜力巨大。循环利用实验表明，AC-800具有优异的循环再生性能，即使在循环使用8次以后，BPA去除率仍高达91％。
2、为了进一步探究烟蒂基活性炭对BPA的吸附强化机制和吸附机理，本文以上文制备的AC-500、AC-600、AC-700、AC-800为吸附剂，通过SEM、BET、XRD、Raman、XPS以及QSAR定量分析发现，烟蒂基活性炭材料AC-500、AC-600、AC-700和AC-800的吸附强化机理是由结构缺陷诱导的。通过对一系列有机物的最大吸附容量和LOLIPOP指数线性拟合发现，有机物的最大吸附容量与LOLIPOP指数并无相关性，排除了π-π相互作用机理；通过pH影响实验，盐浓度影响实验，芘吸附实验发现，氢键和静电相互作用不是AC-800吸附BPA的主要作用机理。通过分析O/C摩尔比和吸附容量的关系，辛醇/水分配系数和最大吸附容量之间的关系以及不同体积分数的乙醇对AC-800吸附BPA的影响发现，疏水相互作用在AC-800吸附BPA过程中起主导作用。通过探究极化率，摩尔体积和最大吸附容量之间的关系发现，疏水相互作用和色散力在AC-800吸附BPA过程中起协同作用，且疏水相互作用起主导地位。
3、碳质材料因缺少有效的钯离子螯合位点，为赋予其对钯离子更好的吸附性能，基于软硬酸碱理论，在材料中引入富含硒位点的化合物，制备成高效的钯离子吸附剂。本文通过水热法，以硒粉为硒源，四水合钼酸铵为钼源，合成复合材料。最优的合成条件是：碳种类是水合炭，水热温度为140℃。通过SEM、TEM、XRD等表征，说明材料的成功合成，MoSe2、MoSex/hydrochar-140和MoSex-140的理论计算得到的钯离子最大吸附容量Qm分别为139、833和1111mg/g，Langmuir等温吸附模型更为适合描述整个吸附行为。通过文献调研发现，MoSex/hydrochar-140对Pd(Ⅱ)吸附容量也是非常突出，通过EDSmapping分析发现，水合炭的存在使得MoSex的分散性得到进一步的提高，从而暴露了更多有效的吸附位点，提高了吸附剂的传质效率和吸附性能，水合炭的存在改善了吸附剂的吸附性能，对与碳基复合材料的合成具有指导意义。
1、本文以废弃烟蒂为原料，通过水热炭化和热活化的手段，以KOH为活化剂，成功合成了新型烟蒂基生物质活性炭AC-500、AC-600、AC-700和AC-800，最优的合成条件是：炭化温度为220℃，C/KOH比例为1/4，活化温度为800℃。AC-500、AC-600、AC-700和AC-800对BPA吸附的理论最大吸附容量Qm分别为55、435、699和847mg/g，Langmuir等温吸附模型更适合描述整个吸附行为。动力学研究表明吸附过程更符合拟二级动力学。通过和三种商业活性炭比较表明，AC-800对BPA的吸附性能远高于商业活性炭；此外，通过文献调研发现，AC-800对BPA吸附不仅拥有优异的吸附速率，同时其吸附容量也是非常突出。抗干扰实验表明，pH、腐殖酸、共存离子以及不同水源对AC-800吸附BPA的过程影响很小，结果表明AC-800在实际水体修复潜力巨大。循环利用实验表明，AC-800具有优异的循环再生性能，即使在循环使用8次以后，BPA去除率仍高达91％。
2、为了进一步探究烟蒂基活性炭对BPA的吸附强化机制和吸附机理，本文以上文制备的AC-500、AC-600、AC-700、AC-800为吸附剂，通过SEM、BET、XRD、Raman、XPS以及QSAR定量分析发现，烟蒂基活性炭材料AC-500、AC-600、AC-700和AC-800的吸附强化机理是由结构缺陷诱导的。通过对一系列有机物的最大吸附容量和LOLIPOP指数线性拟合发现，有机物的最大吸附容量与LOLIPOP指数并无相关性，排除了π-π相互作用机理；通过pH影响实验，盐浓度影响实验，芘吸附实验发现，氢键和静电相互作用不是AC-800吸附BPA的主要作用机理。通过分析O/C摩尔比和吸附容量的关系，辛醇/水分配系数和最大吸附容量之间的关系以及不同体积分数的乙醇对AC-800吸附BPA的影响发现，疏水相互作用在AC-800吸附BPA过程中起主导作用。通过探究极化率，摩尔体积和最大吸附容量之间的关系发现，疏水相互作用和色散力在AC-800吸附BPA过程中起协同作用，且疏水相互作用起主导地位。
3、碳质材料因缺少有效的钯离子螯合位点，为赋予其对钯离子更好的吸附性能，基于软硬酸碱理论，在材料中引入富含硒位点的化合物，制备成高效的钯离子吸附剂。本文通过水热法，以硒粉为硒源，四水合钼酸铵为钼源，合成复合材料。最优的合成条件是：碳种类是水合炭，水热温度为140℃。通过SEM、TEM、XRD等表征，说明材料的成功合成，MoSe2、MoSex/hydrochar-140和MoSex-140的理论计算得到的钯离子最大吸附容量Qm分别为139、833和1111mg/g，Langmuir等温吸附模型更为适合描述整个吸附行为。通过文献调研发现，MoSex/hydrochar-140对Pd(Ⅱ)吸附容量也是非常突出，通过EDSmapping分析发现，水合炭的存在使得MoSex的分散性得到进一步的提高，从而暴露了更多有效的吸附位点，提高了吸附剂的传质效率和吸附性能，水合炭的存在改善了吸附剂的吸附性能，对与碳基复合材料的合成具有指导意义。