鸡蛋蛋白及氧化石墨烯复合材料的制备及其对亚甲基蓝吸附性能研究

发布时间：2020-10-24 21:51

　　 近年来,工业发展产生的矛盾层出不穷,其中净化水资源成为大家的聚焦点。筛选最好的净化水资源方式已成为可持续发展的关键问题。光催化降解、吸附、膜分离、生物处理、化学凝固等方法拥有各自独特的优势,已逐渐应用到社会实践中。由于成本低廉、耗时短、生产率高等优点,吸附法在净化水资源领域开辟新天地。纳米结构的材料由于跨越性地改进传统材料的物化性质,逐渐应用到各种领域中。石墨烯作为其中一员,同样拥有极佳的性能,氧化石墨烯身为石墨烯发展的延伸,在保留其主要性质的基础上拥有更多的含氧官能团,拥有更为广阔的使用空间。天然高分子材料属于可再生资源,由于其生物相容性好、无毒副作用等特点已被应用于诸多领域,取得卓越的成果。本文制备鸡蛋蛋白气凝胶以及氧化石墨烯/鸡蛋蛋白(PGO)气凝胶材料,详细探索各自吸附亚甲基蓝的机制与性能。利用加热法和冷冻干燥工艺对鸡蛋蛋白加工,制备鸡蛋蛋白气凝胶。为了了解其表面结构与化学组成,通过相关仪器进行检测。严格控制实验条件,摸索鸡蛋蛋白气凝胶在各种情况下吸附亚甲基蓝的具体情况。利用吸附动力学模拟吸附实验进程,通过计算结果得知,Pseudo-second-order方程最适合吸附过程。对吸附亚甲基蓝等温线分析处理,气凝胶吸附亚甲基蓝过程遵照Langmuir方程,由其测得最大吸附亚甲基蓝容量可达71.43mg/g。利用吸附热力学理论研究其热力学性能,具体数据表明气凝胶吸附亚甲基蓝在较低温度下更容易自发进行。氧化石墨烯(GO)利用改进的新式Hummers法研制出,使用仪器检测分析其内部构成与基团。采用共混冷冻干燥法制备鸡蛋蛋白/氧化石墨烯(PGO)气凝胶,运用不同的表征测试手段分析其表面形态、分子结构以及热稳定性。实验测试不同外界条件对于PGO气凝胶吸附亚甲基蓝的干扰情况。运用吸附动力学模拟其实验全过程,其结果显示Pseudo-second-order方程最适合实验过程。吸附亚甲基蓝等温线显示亚甲基蓝附着气凝胶过程遵照Langmuir方程,由其测得的极限吸附容量可达91.66mg/g。吸附热力学研究发现,PGO气凝胶吸附亚甲基蓝可自发进行且放出热量。
【学位单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O647.3;TB332
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 工业废水中染料的危害
    1.2 处理废水中染料方法的介绍
        1.2.1 生物法
        1.2.2 物理法
        1.2.3 化学法
    1.3 常用的吸附剂
        1.3.1 活性炭
        1.3.2 天然有机吸附剂
        1.3.3 天然无机吸附剂
        1.3.4 合成吸附剂
    1.4 蛋白质
        1.4.1 蛋白质的性质
        1.4.2 蛋白质的应用
    1.5 石墨烯及氧化石墨烯
        1.5.1 石墨烯的发现与性质
        1.5.2 石墨烯的制备方法
        1.5.3 氧化石墨烯
    1.6 氧化石墨烯复合材料的发现与发展
        1.6.1 氧化石墨烯/聚合物复合材料
        1.6.2 氧化石墨烯/无机物复合材料
        1.6.3 氧化石墨烯三维复合材料探究
    1.7 氧化石墨烯复合材料在环境保护方面的探究
        1.7.1 对重金属离子的吸附
        1.7.2 对有机染料的吸附
    1.8 问题的提出及主要研究内容
        1.8.1 问题的提出
第二章 材料的制备与结构表征
    2.1 实验试剂与原料
    2.2 主要仪器
    2.3 鸡蛋蛋白气凝胶的制备及表征
        2.3.1 制备鸡蛋蛋白气凝胶
        2.3.2 表征结果及讨论
    2.4 氧化石墨烯的制备和表征
        2.4.1 氧化石墨烯制备的实验过程
        2.4.2 实验结果与表征
    2.5 氧化石墨烯/鸡蛋蛋白气凝胶的制备和表征
        2.5.1 氧化石墨烯/鸡蛋蛋白复合气凝胶的制备过程
        2.5.2 PGO气凝胶表征及讨论
    2.6 本章小结
第三章 鸡蛋蛋白气凝胶的吸附性能研究
    3.1 前言
    3.2 有机染料的检测方法
    3.3 各种外界因素对鸡蛋蛋白气凝胶吸附亚甲基蓝的作用
        3.3.1 各种去离子水比例鸡蛋蛋白气凝胶对吸附性能的作用
        3.3.2 反应时间对吸附性能的作用
        3.3.3 初始亚甲基蓝浓度和温度对吸附性能的作用
        3.3.4 吸附剂质量对吸附性能的作用
        3.3.5 亚甲基蓝溶液初始p H值对吸附性能的作用
    3.4 吸附等温线
    3.5 吸附动力学
    3.6 吸附热力学
    3.7 本章小结
第四章 鸡蛋蛋白/氧化石墨烯气凝胶的吸附性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验结果与讨论
        4.2.1 不同氧化石墨烯含量的氧化石墨烯/鸡蛋蛋白气凝胶的吸附性能研究
        4.2.2 初始亚甲基蓝浓度和温度对吸附性能的作用
        4.2.3 吸附剂质量对吸附性能的作用
        4.2.4 亚甲基蓝溶液初始p H值对吸附的作用
        4.2.5 反应时间对吸附性能的作用
        4.2.6 吸附动力学研究
        4.2.7 吸附等温线研究
        4.2.8 吸附热力学研究
    4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 魏德英;国术坤;赵永男;;石墨烯的制备与应用研究进展[J];化工新型材料;2011年06期

2 董奋强;崔英德;何春林;李妮妮;;鱼蛋白接枝聚合丙烯酸高吸水树脂的制备[J];高分子材料科学与工程;2009年05期

3 张步宁;崔英德;尹国强;黎新明;潘翠琳;;棉籽蛋白-聚丙烯酸高吸水性树脂的合成及吸液性能[J];材料导报;2009年06期

4 尹国强;崔英德;陈循军;;羽毛蛋白接枝聚丙烯酸-丙烯酰胺树脂的合成与吸水性能[J];化工学报;2008年08期

5 尹国强;崔英德;陈循军;;羽毛蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂的合成工艺研究[J];化工新型材料;2008年06期

6 周红锋;张子勇;欧仕益;;大豆分离蛋白可食膜的制备及微波处理对性能的影响[J];包装工程;2006年02期

本文编号：2855018