小分子有机酸对纳米颗粒CNTs和SBA-15在多孔介质中迁移的影响

【目的】了解有机酸对硅酸盐纳米颗粒（SBA-15）和碳纳米管（CNTs）在多孔介质中迁移行为的影响差异。【方法】采用恒定流速柱迁移试验，探讨不同浓度（0，1，2.5和5 mmol/L）乙酸、酒石酸、柠檬酸对CNTs和SBA-15纳米颗粒在多孔介质(石英砂)中穿透曲线的影响。【结果】平衡对流-弥散方程能描述多孔介质中CNTs和SBA-15迁移过程的穿透曲线。在石英砂多孔介质中，CNTs的迁移能力强于SBA-15。体系不含有机酸时，CNTs、SBA-15流出液中的纳米颗粒浓度（C）与纳米悬液进入砂柱前的初始浓度（C0）比值（C/C0）的峰值分别为0.74和0.25，最远迁移距离Lmax分别为221.2和45.1 cm。3种有机酸对 CNTs和SBA-15在多孔介质中的迁移具有类似的抑制作用，随着介质中3种有机酸浓度的增加，CNTs和SBA 15纳米颗粒的C/C0减小，C/C0平台峰值对应空隙体积（PV）倍数增大，迁移阻滞因子R和不可逆吸附系数μ增大，最远迁移距离Lmax减小。柠檬酸对CNTs和SBA-15迁移的抑制作用强于乙酸和酒石酸。Zeta电位分析表明，当体系中引入有机酸后，随着有机酸浓度的增加，石英砂、CNTs和SBA-15纳米颗粒悬液的Zeta电位均逐渐增大。【结论】有机酸会改变多孔介质和CNTs、SBA-15这2种纳米颗粒的表面电荷特征，从而使得纳米颗粒悬液在多孔介质中的迁移行为更容易受团聚、滞留和沉积作用的影响。不管在何种有机酸中，CNTs的迁移能力均强于SBA-15