生物分子辅助合成钛酸盐/TiO 2 纳米材料及净水性能研究
发布时间：2021-10-15 09:15
钛酸盐纳米材料由于其具有较大的比表面积和和较强的离子交换能力,因此在吸附、光电等许多领域具有广泛的应用。然而,近年来国内外研究表明,制备出的纳米钛酸盐容易团聚,导致其吸附性能不够理想,在合成过程中通过外加添加剂以改善其结构与吸附性能是非常必要的。木质素（包括木质素磺酸钠）产出量大,价格低廉,是造纸排放污水的主要污染物。全世界每年产生的工业木质素的利用率极低,造成很大的资源浪费,这势必会带来严重的环境问题和经济问题。因此无论从资源利用,还是从环境保护的角度看,开发木质素利用的新方法,提高木质素的利用率,不仅可减少环境污染,还可缓解资源危机,维持可持续发展。本论文以木质素（包括木质素磺酸钠）、壳聚糖和甘氨酸作为外加添加剂用于钛酸盐/Ti O2纳米材料的合成,提高了其对重金属污水的吸附性能。本论文主要包括以下几个方面的内容:（1）分别以玉米杆、棉花杆、杨树木屑和柳树木屑为原料,从中提取出木质素来辅助合成钛酸盐纳米管材料。通过XRD、FESEM、TEM、FTIR和BET等手段对产物进行了一系列的表征,并研究了其吸附性能。研究发现,柳树木质素改性的钛酸盐纳米管（WL-TNTs）的吸附性能最优。W...
【文章来源】：河北师范大学河北省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 木质素
1.1.1 木质素的结构和分类
1.1.2 木质素的理化性质
1.1.3 木质素的提取方法
1.1.4 木质素作为外加添加剂的应用
1.2 钛酸盐纳米管材料的研究
1.2.1 钛酸盐纳米管的组成
1.2.2 钛酸盐纳米管的结构
1.2.3 钛酸盐纳米管材料的制备
1.2.4 钛酸盐纳米管材料的性质及其在吸附方面的应用
1.3 钛酸盐纳米管材料的辅助合成及应用现状
1.4 辅助合成纳米管材料的应用
1.5 本论文的研究的意义、背景及研究内容
第二章 天然木质素辅助合成钛酸盐纳米管及吸附性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 木质素的提取
2.2.3 天然木质素辅助合成钛酸盐纳米管
2.2.4 吸附性能试验
2.2.5 材料的表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 XRD分析
2.3.2 TEM分析
2.3.3 IR 分析
2.3.4 BET分析
2.4 材料对重金属离子的吸附性能
2.4.1 溶液的p H对吸附重金属的影响
2.4.2 材料的吸附等温线
2.5 WL-TNTs吸附性能的研究
2.5.1 动力学曲线
2.5.2 投加量研究
2.5.3 再生性能研究
2.6 小结
第三章 木质素磺酸钠辅助合成钛酸盐纳米管及吸附性能
3.1 引言
3.2 木钠辅助锐钛矿Ti O_2水热合成的钛酸盐及吸附性能
3.2.1 实验部分
3.2.2 结果与讨论
3.2.3 吸附性能研究
3.2.4 本节小结
3.3 木钠辅助钛粉水热合成钛酸盐及吸附性能
3.3.1 实验部分
3.3.2 结果与讨论
3.3.3 材料对重金属离子的吸附性能
3.3.4 材料对重金属离子吸附的动力学研究
3.3.5 本节小结
3.4 本章小结
第四章 木质素磺酸钠辅助合成钛酸盐纳米花及吸附性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 材料的制备
4.2.3 吸附性能试验
4.2.4 材料的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD分析
4.3.2 SEM和TEM表征
4.3.3 IR分析
4.3.4 BET分析
4.3.5 XPS分析
4.3.6 钛酸盐纳米花形成的机理
4.4 材料对重金属离子的吸附性能
4.4.1 溶液的p H对吸附重金属的影响
4.4.2 材料的吸附等温线
4.5 材料吸附动力学曲线的研究
4.6 本章小结
第五章 壳聚糖辅助合成钛酸盐纳米管及吸附性能
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 仪器与试剂
5.2.2 材料的制备
5.2.3 吸附性能试验
5.2.4 材料的表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD分析
5.3.2 SEM和TEM表征
5.3.3 IR分析
5.3.4 BET分析
5.3.5 Zeta电位分析
5.4 材料对重金属离子的吸附性能研究
5.4.1 溶液的p H对吸附重金属的影响
5.4.2 吸附等温线
5.5 材料的吸附性能研究
5.5.1 动力学曲线
5.5.2 投加量研究
5.5.3 再生性能研究
5.6 本章小结
第六章 甘氨酸辅助合成介孔Ti O2纳米材料及催化性能
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 仪器与试剂
6.2.2 材料的制备
6.2.3 光催化实验
6.2.4 材料的表征
6.3 结果与讨论
6.3.1 钛酸盐纳米管的表征
6.3.2 介孔Ti O_2的表征
6.3.3 反应时间的影响
6.3.4 光催化活性的考察
6.4 结论
第七章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的科研成果清单
【参考文献】：
期刊论文
[1]以二甲基--正丁基--磺化木质素基氯化铵为模板剂制备多孔钛材料[J]. 艾青,苏玲,张琼,方桂珍. 北京林业大学学报. 2013(02)
[2]木质素的改性及其在塑料中的应用研究进展[J]. 付蒙,陈福林,岑兰,周彦豪. 中国塑料. 2012(11)
[3]曼尼希反应合成碱木质素胺基多元醇的研究[J]. 周益同,张小丽,高源,张力平. 现代化工. 2011(S1)
[4]麦草碱木质素的氧化和磺甲基化改性[J]. 梁文学,邱学青,杨东杰,楼宏铭. 华南理工大学学报(自然科学版). 2007(05)
[5]木质素为模板合成多孔材料[J]. 白青龙,张春花,宋娟娟. 内蒙古民族大学学报(自然科学版). 2005(05)
[6]碱法蔗渣制浆黑液木质素磺化反应研究[J]. 穆环珍,黄衍初,杨问波,陈倩. 环境化学. 2003(04)
[7]纳米管钛酸钠的组成分析[J]. 王晓冬,李伟,杨建军,金振声,张治军. 化学研究. 2003(02)
[8]木质素在石油钻采工艺中的应用[J]. 谌凡更,马宝岐. 西安石油大学学报(自然科学版). 1988(01)
硕士论文
[1]木质素季铵盐为模板制备SiO2多孔材料及其对Cu2+的吸附性能[D]. 李志娜.东北林业大学 2008
本文编号：3437804
【文章来源】：河北师范大学河北省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 木质素
1.1.1 木质素的结构和分类
1.1.2 木质素的理化性质
1.1.3 木质素的提取方法
1.1.4 木质素作为外加添加剂的应用
1.2 钛酸盐纳米管材料的研究
1.2.1 钛酸盐纳米管的组成
1.2.2 钛酸盐纳米管的结构
1.2.3 钛酸盐纳米管材料的制备
1.2.4 钛酸盐纳米管材料的性质及其在吸附方面的应用
1.3 钛酸盐纳米管材料的辅助合成及应用现状
1.4 辅助合成纳米管材料的应用
1.5 本论文的研究的意义、背景及研究内容
第二章 天然木质素辅助合成钛酸盐纳米管及吸附性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 木质素的提取
2.2.3 天然木质素辅助合成钛酸盐纳米管
2.2.4 吸附性能试验
2.2.5 材料的表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 XRD分析
2.3.2 TEM分析
2.3.3 IR 分析
2.3.4 BET分析
2.4 材料对重金属离子的吸附性能
2.4.1 溶液的p H对吸附重金属的影响
2.4.2 材料的吸附等温线
2.5 WL-TNTs吸附性能的研究
2.5.1 动力学曲线
2.5.2 投加量研究
2.5.3 再生性能研究
2.6 小结
第三章 木质素磺酸钠辅助合成钛酸盐纳米管及吸附性能
3.1 引言
3.2 木钠辅助锐钛矿Ti O_2水热合成的钛酸盐及吸附性能
3.2.1 实验部分
3.2.2 结果与讨论
3.2.3 吸附性能研究
3.2.4 本节小结
3.3 木钠辅助钛粉水热合成钛酸盐及吸附性能
3.3.1 实验部分
3.3.2 结果与讨论
3.3.3 材料对重金属离子的吸附性能
3.3.4 材料对重金属离子吸附的动力学研究
3.3.5 本节小结
3.4 本章小结
第四章 木质素磺酸钠辅助合成钛酸盐纳米花及吸附性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 材料的制备
4.2.3 吸附性能试验
4.2.4 材料的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD分析
4.3.2 SEM和TEM表征
4.3.3 IR分析
4.3.4 BET分析
4.3.5 XPS分析
4.3.6 钛酸盐纳米花形成的机理
4.4 材料对重金属离子的吸附性能
4.4.1 溶液的p H对吸附重金属的影响
4.4.2 材料的吸附等温线
4.5 材料吸附动力学曲线的研究
4.6 本章小结
第五章 壳聚糖辅助合成钛酸盐纳米管及吸附性能
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 仪器与试剂
5.2.2 材料的制备
5.2.3 吸附性能试验
5.2.4 材料的表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD分析
5.3.2 SEM和TEM表征
5.3.3 IR分析
5.3.4 BET分析
5.3.5 Zeta电位分析
5.4 材料对重金属离子的吸附性能研究
5.4.1 溶液的p H对吸附重金属的影响
5.4.2 吸附等温线
5.5 材料的吸附性能研究
5.5.1 动力学曲线
5.5.2 投加量研究
5.5.3 再生性能研究
5.6 本章小结
第六章 甘氨酸辅助合成介孔Ti O2纳米材料及催化性能
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 仪器与试剂
6.2.2 材料的制备
6.2.3 光催化实验
6.2.4 材料的表征
6.3 结果与讨论
6.3.1 钛酸盐纳米管的表征
6.3.2 介孔Ti O_2的表征
6.3.3 反应时间的影响
6.3.4 光催化活性的考察
6.4 结论
第七章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的科研成果清单
【参考文献】：
期刊论文
[1]以二甲基--正丁基--磺化木质素基氯化铵为模板剂制备多孔钛材料[J]. 艾青,苏玲,张琼,方桂珍. 北京林业大学学报. 2013(02)
[2]木质素的改性及其在塑料中的应用研究进展[J]. 付蒙,陈福林,岑兰,周彦豪. 中国塑料. 2012(11)
[3]曼尼希反应合成碱木质素胺基多元醇的研究[J]. 周益同,张小丽,高源,张力平. 现代化工. 2011(S1)
[4]麦草碱木质素的氧化和磺甲基化改性[J]. 梁文学,邱学青,杨东杰,楼宏铭. 华南理工大学学报(自然科学版). 2007(05)
[5]木质素为模板合成多孔材料[J]. 白青龙,张春花,宋娟娟. 内蒙古民族大学学报(自然科学版). 2005(05)
[6]碱法蔗渣制浆黑液木质素磺化反应研究[J]. 穆环珍,黄衍初,杨问波,陈倩. 环境化学. 2003(04)
[7]纳米管钛酸钠的组成分析[J]. 王晓冬,李伟,杨建军,金振声,张治军. 化学研究. 2003(02)
[8]木质素在石油钻采工艺中的应用[J]. 谌凡更,马宝岐. 西安石油大学学报(自然科学版). 1988(01)
硕士论文
[1]木质素季铵盐为模板制备SiO2多孔材料及其对Cu2+的吸附性能[D]. 李志娜.东北林业大学 2008
本文编号：3437804
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3437804.html
