海藻酸盐复合材料的制备及其对四环素吸附性能研究
发布时间：2021-07-10 05:36
近年来我国环境保护问题日益受到广泛关注,生物医药行业及畜牧业在生产发展过程中产生的抗生素类药物废水未经处理超标排放直接导致土壤及水体的污染,其中四环素（TC）会破坏水环境中生态平衡甚至会造成耐药性病毒细菌的涌现。目前用于去除水体中抗生素类药物的方法较多,其中吸附法操作简单、吸附效率高且成本相对较低被广泛地应用到水污染处理中。因此当下制备高吸附率、低价格且绿色环保的吸附剂成为研究热点。海藻酸钠（SA）作为一种天然多糖具有稳定的成型性、良好的生物相容性和无毒无害的性质,能够进行交联反应可作为制备吸附剂的稳定基体。活性炭（AC）具有稳定的物理化学性质,发达的孔隙结构,巨大的比表面积,作为污水处理吸附剂能够快速有效地去除多种有机及无机污染物。腐殖酸（HA）是一类储量丰富的有机酸,目前主要应用于农林牧业及医药卫生领域,但其含有羧基、羟基等多种官能团能够与污水中的污染物发生一定的络合反应、静电吸引或离子交换,因此具有一定的环保应用价值。本文采用湿法纺丝技术以SA为基体加入AC和HA粉末并利用SA的交联反应固定于基体中,制备了CA/AC/HA三体系多孔纤维气凝胶,利用铁粉与酸反应释放气体的原理制备了...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种不同形态的活性炭
青岛大学硕士学位论文11钙离子滴入后几秒钟内就能形成海藻酸钙（CA）凝胶[60,61]，此过程为不可逆的凝胶反应，这使海藻酸钠具有较好的成型性。图1.3海藻酸钠的凝胶反应Fig1.3Gelreactionofsodiumalginate1.6.3海藻酸钠的应用海藻酸钠是一种价格低廉且资源丰富的天然高分子材料不仅具有生物相容性、生物降解性还具有阻燃性、凝胶性、成膜性、无毒性等优点。以上性质使海藻酸钠在食品行业[62]、纺织工业[63]、医药卫生行业[64]、饲料行业[65]、生物技术[66]、废水处理[67]等众多领域具有广泛的应用。（1）生物医药：作为天然高分子聚合物，海藻酸钠具有良好的保湿型和亲水性，可以止血[68]、吸收伤口的分泌物以促进伤口表皮细胞的再生[69]，通过将海藻酸钠与其他材料复合制备医用敷料可有效地加快伤口愈合并减少体内的炎症反应[70]。海藻酸钠良好的生物相容性使其在组织工程领域具有广泛应用。使用海藻酸钠制备复合材料支架仿生材料可应用于人组织工程[71]，能够克服合成聚合物的局限性。利用海藻酸钠的高粘度和亲水性将其单独使用或者与其他材料（如微晶纤维素、壳聚糖、丝素等）联合使用，在缓控释制剂处方中作为骨架材料，得到广泛的应用可作为药物载体作用于人体内。利用海藻酸钠的pH敏感性制备肠道的靶向药物[72]，从而避免对其他正常消化道细胞产生毒副作用。牙科印模近年来也广泛应用海藻酸钠印模料，它比传统的橡胶、石膏等印模材料操作简便且齿形更加准确。（2）纺织工业：海藻酸钠具有易着色、色泽艳丽和使印花织物手感柔软等特点，因此它作为糊料在棉织物等的活性染料印花工艺常常被用到[73]。海藻酸钠在纺织工业中还可以作为经纱上浆剂和制造花边的水溶性纤维。海藻酸盐具有阻燃性[74]，和棉类混纺
青岛大学硕士学位论文162.2CAH纤维的制备及表征2.2.1CAH纤维的制备（1）制备质量分数为2%的海藻酸钠溶液，并加入HA粉末使用磁力搅拌装置搅拌5h直至HA粉末均匀分布于海藻酸钠基体中，再向烧杯中加入活性炭，搅拌12h后得到黑色液体混合物。（2）制备质量分数为5%的氯化钙溶液，使用湿法纺丝技术将混合均匀的混合物快速注入氯化钙溶液中后，钙离子与海藻酸钠之间迅速发生离子交换，形成CAH纤维。将纤维静置于氯化钙溶液5h使其完全成型，然后用去离子水反复洗涤后将获得的纤维置于培养皿中密封冷冻24h。（3）将冷冻的CAH凝胶纤维使用真空冷冻干燥机进行干燥处理，10h后取出并将获得的CAH气凝胶置于样品袋中密封保存。为了确定SA，AC和HA的最佳比例，进行两个配比实验，即制备SA和AC不同质量比的气凝胶纤维，并根据实验确定活性炭的最佳比例。随后，添加不同质量比的HA以获得SA，AC和HA的最终比例。2.2.2CAH纤维的表征（1）扫描电镜图像（SEM）图2.1(a)SEM图像下CAH多孔纤维的表面形态(b)CAH多孔纤维上的多孔小丘结构(c)CAH多孔纤维上的活性炭颗粒镶嵌(d)活性炭颗粒的通孔结构Fig2.1(a)SurfacemorphologyofCAHporousfibersunderSEMimages(b)Porous
【参考文献】：
期刊论文
[1]海藻酸钠等单一胶体对于花生乳稳定性的影响[J]. 黄华平. 现代食品. 2018(12)
[2]Fabrication of macroporous polystyrene/graphene oxide composite monolith and its adsorption property for tetracycline[J]. Le-Chen Chen,Shan Lei,Mo-Zhen Wang,Jun Yang,Xue-Wu Ge. Chinese Chemical Letters. 2016(04)
[3]腐殖酸与无机肥配施对I-107欧美杨养分和土壤肥力的影响[J]. 张敬敏,刘春生,叶桂梅,杜振宇,刘方春,邢尚军. 林业科学. 2011(09)
[4]腐植酸在生态农业建设中的应用与开发建议[J]. 郝保平,郑普山. 山西农业科学. 2010(11)
[5]活性炭净水过滤纸的研究进展和发展趋势[J]. 罗先毅,夏新兴. 天津造纸. 2010(02)
[6]活性炭的表面含氧官能团及其对吸附影响的研究进展[J]. 孟冠华,李爱民,张全兴. 离子交换与吸附. 2007(01)
[7]腐植酸制备工艺的改革[J]. 吴忠,林建昌,王秉钧. 广东医药学院学报. 1994(04)
硕士论文
[1]磷对四环素在土壤中吸附行为的影响[D]. 肖安云.南京林业大学 2009
[2]吸附法处理废水中重金属离子的研究[D]. 陈刚.湘潭大学 2009
本文编号：3275295
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种不同形态的活性炭
青岛大学硕士学位论文11钙离子滴入后几秒钟内就能形成海藻酸钙（CA）凝胶[60,61]，此过程为不可逆的凝胶反应，这使海藻酸钠具有较好的成型性。图1.3海藻酸钠的凝胶反应Fig1.3Gelreactionofsodiumalginate1.6.3海藻酸钠的应用海藻酸钠是一种价格低廉且资源丰富的天然高分子材料不仅具有生物相容性、生物降解性还具有阻燃性、凝胶性、成膜性、无毒性等优点。以上性质使海藻酸钠在食品行业[62]、纺织工业[63]、医药卫生行业[64]、饲料行业[65]、生物技术[66]、废水处理[67]等众多领域具有广泛的应用。（1）生物医药：作为天然高分子聚合物，海藻酸钠具有良好的保湿型和亲水性，可以止血[68]、吸收伤口的分泌物以促进伤口表皮细胞的再生[69]，通过将海藻酸钠与其他材料复合制备医用敷料可有效地加快伤口愈合并减少体内的炎症反应[70]。海藻酸钠良好的生物相容性使其在组织工程领域具有广泛应用。使用海藻酸钠制备复合材料支架仿生材料可应用于人组织工程[71]，能够克服合成聚合物的局限性。利用海藻酸钠的高粘度和亲水性将其单独使用或者与其他材料（如微晶纤维素、壳聚糖、丝素等）联合使用，在缓控释制剂处方中作为骨架材料，得到广泛的应用可作为药物载体作用于人体内。利用海藻酸钠的pH敏感性制备肠道的靶向药物[72]，从而避免对其他正常消化道细胞产生毒副作用。牙科印模近年来也广泛应用海藻酸钠印模料，它比传统的橡胶、石膏等印模材料操作简便且齿形更加准确。（2）纺织工业：海藻酸钠具有易着色、色泽艳丽和使印花织物手感柔软等特点，因此它作为糊料在棉织物等的活性染料印花工艺常常被用到[73]。海藻酸钠在纺织工业中还可以作为经纱上浆剂和制造花边的水溶性纤维。海藻酸盐具有阻燃性[74]，和棉类混纺
青岛大学硕士学位论文162.2CAH纤维的制备及表征2.2.1CAH纤维的制备（1）制备质量分数为2%的海藻酸钠溶液，并加入HA粉末使用磁力搅拌装置搅拌5h直至HA粉末均匀分布于海藻酸钠基体中，再向烧杯中加入活性炭，搅拌12h后得到黑色液体混合物。（2）制备质量分数为5%的氯化钙溶液，使用湿法纺丝技术将混合均匀的混合物快速注入氯化钙溶液中后，钙离子与海藻酸钠之间迅速发生离子交换，形成CAH纤维。将纤维静置于氯化钙溶液5h使其完全成型，然后用去离子水反复洗涤后将获得的纤维置于培养皿中密封冷冻24h。（3）将冷冻的CAH凝胶纤维使用真空冷冻干燥机进行干燥处理，10h后取出并将获得的CAH气凝胶置于样品袋中密封保存。为了确定SA，AC和HA的最佳比例，进行两个配比实验，即制备SA和AC不同质量比的气凝胶纤维，并根据实验确定活性炭的最佳比例。随后，添加不同质量比的HA以获得SA，AC和HA的最终比例。2.2.2CAH纤维的表征（1）扫描电镜图像（SEM）图2.1(a)SEM图像下CAH多孔纤维的表面形态(b)CAH多孔纤维上的多孔小丘结构(c)CAH多孔纤维上的活性炭颗粒镶嵌(d)活性炭颗粒的通孔结构Fig2.1(a)SurfacemorphologyofCAHporousfibersunderSEMimages(b)Porous
【参考文献】：
期刊论文
[1]海藻酸钠等单一胶体对于花生乳稳定性的影响[J]. 黄华平. 现代食品. 2018(12)
[2]Fabrication of macroporous polystyrene/graphene oxide composite monolith and its adsorption property for tetracycline[J]. Le-Chen Chen,Shan Lei,Mo-Zhen Wang,Jun Yang,Xue-Wu Ge. Chinese Chemical Letters. 2016(04)
[3]腐殖酸与无机肥配施对I-107欧美杨养分和土壤肥力的影响[J]. 张敬敏,刘春生,叶桂梅,杜振宇,刘方春,邢尚军. 林业科学. 2011(09)
[4]腐植酸在生态农业建设中的应用与开发建议[J]. 郝保平,郑普山. 山西农业科学. 2010(11)
[5]活性炭净水过滤纸的研究进展和发展趋势[J]. 罗先毅,夏新兴. 天津造纸. 2010(02)
[6]活性炭的表面含氧官能团及其对吸附影响的研究进展[J]. 孟冠华,李爱民,张全兴. 离子交换与吸附. 2007(01)
[7]腐植酸制备工艺的改革[J]. 吴忠,林建昌,王秉钧. 广东医药学院学报. 1994(04)
硕士论文
[1]磷对四环素在土壤中吸附行为的影响[D]. 肖安云.南京林业大学 2009
[2]吸附法处理废水中重金属离子的研究[D]. 陈刚.湘潭大学 2009
本文编号：3275295
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