改性纤维素膜基多孔复合材料的制备及其对染料废水的处理研究

发布时间：2017-11-17 21:24

  本文关键词：改性纤维素膜基多孔复合材料的制备及其对染料废水的处理研究

  更多相关文章： 纤维素 活性炭 光催化降解 吸附 有机染料

【摘要】：众所周知,水污染问题已经成为当今世界关注的焦点问题,因此,对污水处理的方法和技术的研究已受到广泛重视,其中,光催化降解法和吸附法都是常用的污水处理方法。近些年来,为满足市场经济化的需求,农林副产品逐步成为了功能化模板材料和吸附材料的重要选择。植物纤维素(木浆和棉浆纤维素)是大自然中来源丰富的、无毒价廉的及可再生的天然高分子材料,是新型的环保型原材料,应用范围广泛。本文以木浆和棉浆纤维素为原料,制备出两种功能化的纤维素膜基复合材料,具体研究内容如下:(1)首先以水热法制备纳米ZnS粒子,并用KH-550对其进行表面修饰,制备出分散性较好、结晶度较高、颗粒尺寸均匀的纳米ZnS粒子,随后用物理混合法制备ZnS/纤维素膜基复合材料。结果表明:纳米ZnS粒子成功掺杂到棉浆/木浆纤维素混合膜中,并未因此而改变复合膜材料的晶型,且其热稳定性得到了适当的改善;纳米ZnS粒子的掺杂量为1.5 wt%时,其机械性能最佳,其拉伸强度为2.78 MPa,断裂伸长率为64.0%;此外,光催化降解实验结果表明,掺杂纳米ZnS粒子的量为1.5 wt%时,复合膜材料对MO的降解效率最好,150 min后,达到61.3%左右。(2)使用一种简单、经济和环保的液体浸渍法制备ZnS/纤维素膜基复合材料。结果表明:所形成的纳米ZnS粒子均匀地原位生长在纤维素膜基板上,且负载在纤维素膜基板上的纳米ZnS粒子的结晶度和数量均可通过改变循环浸渍次数来控制。光催化结果表明:以棉浆/木浆纤维素混合膜为基体材料不仅有助于催化剂的分离、回收和循环再利用问题,而且防止了纳米ZnS粒子的团聚,即改善了复合膜的光催化降解效果。总之,循环浸渍4次是制备复合膜材料的最佳条件,具有潜在的应用价值。(3)以棉浆/木浆纤维素膜基体为碳质原料,K2CO3为活化剂,在炭化温度为550~800℃,液体浸渍浓度为0、0.1~0.6 mol/L的条件下,采用化学活化法制备棉浆/木浆纤维素复合膜基活性炭材料(AC)。结果表明:AC的比表面积和产率均受到炭化温度和K2CO3浸渍溶液浓度的影响,且影响趋势相同;AC孔结构发达,微孔丰富,分布集中且主要集中于2 nm以下;样品形状类似于蜂窝状,孔径大小较均一,表面富含官能团;该AC样品仍存留了部分纤维素Ⅱ型,并且具有局部石墨化结构;其中,实验结果表明:AC样品制备的最佳条件为750℃下,0.5 mol/L。除此之外,AC吸附MB的数据均适合Langmuir等温吸附模型,最大单层吸附量Qm可达675.68 mg/g;其动力学吸附实验数据更适合准二阶吸附方程;此外,脱附再生实验表明,AC的脱附再生能力较强,经三次再生后,其再生率为64.74%。
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X791;TB33

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曾凤彩;武军;;增塑剂对纤维素膜表面结构和性能的影响[J];包装工程;2006年01期

2 张光华;解攀;徐晓凤;;阳离子纤维素抗菌薄膜材料的制备及性能研究[J];塑料;2008年05期

3 武军;曾凤彩;;相转化条件对纤维素膜结构与性能的影响及机理[J];高分子材料科学与工程;2009年02期

4 张传杰;王柳;王治凯;薛青芳;朱平;;3种生物纤维素膜的结构与性能[J];功能材料;2011年S4期

5 耿红娟;苑再武;秦梦华;傅英娟;;纤维素的溶解及纤维素功能性材料的制备[J];华东纸业;2013年05期

6 韩天龙;纤维素膜的应用研究[J];吉林工程技术师范学院学报;2004年12期

7 赵地顺;李贺;付林林;张娟;任培兵;;纤维素在离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑乙酸盐中的溶解性能[J];化学工程;2011年11期

8 童贤涛;钟璇;何小云;李欣达;兰嫒;余木火;;纤维素膜的制备及性能研究[J];高分子通报;2013年10期

9 林珊;曹石林;黄六莲;陈礼辉;;纤维素的溶解及其成膜研究进展[J];科学技术与工程;2014年04期

10 ;离子液体直接溶剂法实现纤维素膜绿色合成[J];杭州化工;2014年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 耿红娟;苑再武;秦梦华;傅英娟;;纤维素的溶解及纤维素功能性材料的制备[A];山东造纸学会第七届会员代表大会暨山东造纸学会2012年学术年会论文集[C];2012年

2 吴江;邓麦村;王树东;吴迪镛;袁权;;纤维素膜的制备与性能初步研究[A];2000年材料科学与工程新进展（下）——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年

3 李燃;张俐娜;;纤维素/NaOH/尿素溶液通过热水再生成膜的结构和性能[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

4 宋君龙;Orlando J.Rojas;Juan P.Hinestroza;;超薄纤维素膜的制备及表征[A];中国造纸学会第十四届学术年会论文集[C];2010年

5 李红剑;介兴明;曹义鸣;袁权;;α-纤维素中空纤维超滤膜的制备[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年

6 李帅;白露;曲萍;张力平;张小丽;;纤维素膜超滤过程传质特性的研究[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年

7 刘平生;陈强;林思聪;沈健;;低粘附纤维素膜的制备及其性能研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2009年

8 刘石林;于腾飞;严秋钫;刘晓亚;;导电纤维素复合膜的制备与性能[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题I：生物高分子与天然高分子[C];2013年

9 许玉芝;王春鹏;金立维;陈日清;储富祥;;侧基链长对纤维素塑化材料性能的影响[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2009年

10 罗丽花;王小梅;崔冶建;梁惠;陈云;;纤维素/大豆蛋白质复合膜贮存过程中表面形貌变化的扫描电镜分析[A];中南地区第十六届电子显微镜学术交流会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 仲科 孙孔嘉;纤维素膜实现绿色合成[N];中国化工报;2014年

2 赵明旭　王建清;天然纤维型鲜肉保鲜包装膜的研究[N];中国食品安全报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 吴江;α—纤维素膜的制备、性能及应用研究[D];中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 闫星月;棉秆韧皮制备可降解纤维素膜的研究[D];西安工程大学;2016年

2 郭志清;纤维素膜在离子液体中的制备及性能研究[D];内蒙古农业大学;2016年

3 余群燕;改性纤维素膜基多孔复合材料的制备及其对染料废水的处理研究[D];天津理工大学;2016年

4 郭栋;再生抗皱纤维素膜的制备及性能研究[D];青岛大学;2014年

5 潘美玲;芦苇纤维素膜的制备及其性能研究[D];天津理工大学;2013年

6 张建伟;形状记忆纤维素膜的制备[D];青岛大学;2011年

7 孟祥军;纤维素/海藻酸共混材料的制备及应用[D];江西师范大学;2011年

8 刘振峰;纤维素膜的化学改性及气体渗透性能研究[D];中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）;2004年

9 袁恒森;食品包装用纤维素膜的制备与性能研究[D];大连工业大学;2012年

10 林吼坑;纳米纤维素的制备及其与木质素在碳素材料中的应用[D];华南理工大学;2014年

，

本文编号：1197450