二维纳米材料的贻贝仿生功能化及环境应用
发布时间：2021-11-17 08:41
近年来,日益严重的水污染问题已逐渐影响到人们的生产与生活,如何有效去除水中污染物迫在眉睫。基于吸附法的灵活性和高效性,本文采用镁铝层状双金属氢氧化物（LDH）、二硫化钼（MoS2）两种二维纳米材料制备高效吸附剂,以其表面功能化为研究重点,以贻贝仿生化学作为表面改性策略,利用多巴胺或其衍生物的氧化自聚在材料表面形成聚合物涂层,从而实现材料的表面改性修饰并为进一步功能化提供反应平台;结合活性自由基聚合（SI-ATRP）的方法在材料表面接枝功能高分子,制备出MoS2@PDA@PAM、PDOPA-f-LDH、LDH-PP@TA三种复合吸附材料。通过TEM、EDX、FT-IR、TGA和XPS对三种吸附材料进行表征。并以亚甲基蓝和Cu2+为污染物模型,分析了不同条件下的吸附测试实验（吸附时间、吸附温度、初始污染物浓度、溶液pH）。结果表明:1)MoS2@PDA@PAM复合材料的吸附效果是未经功能化修饰的MoS2的2.5倍。当溶液pH为7时,随着温度的升高,MoS2@P...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
团（如儿茶酚、氨基和亚氨基）可以作为进一步反应的平台。本章通过贻贝仿生化学和表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)将 PAM 聚合在 MoS2表面。从图 2 中可以看出，首先使用 PDA 对 MoS2进行表面修饰，在此基础上，再通过表面引发(SI-ATRP)将 PAM 接枝到 MoS2表面，表面引发原子转移自由基聚合广泛应用于表面接枝功能聚合物，在水介质中具有控制分子量、分子量分布和良好的结构[81, 82]。与传统的功能聚合物表面功能化方法相比，用 PAM 功能化后的MoS2(MoS2@PDA@PAM)相对更安全、操作制备方法简单[83-85]。此外，最终产物没有游离的高分子存在，几乎全部通过化学键连接在 PDA 修饰的 MoS2(MoS2@PDA)上[86, 87]。通过能量色散 X 射线元素分析仪（EDX）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、热重分析仪（TGA）、光电子能谱衍射(XPS)对产物表征。通过研究 MoS2@PDA@PAM 对水中 Cu2+的吸附来验证 MoS2@PDA@PAM 在环境治理方面的优势。吸附接触时间、初始 Cu2+溶液浓度、溶液 pH、温度等都对吸附造成影响。同时还利用吸附动力学、等温线和热力学原理描述了吸附过程中所涉及的机理。
第二章 二硫化钼（MoS2）的贻贝仿生功能化及其对水中 Cu2+的吸附研究果与讨论1 样品表征的结果分析 3 为制备的 MoS2和 MoS2@PDA@PAM 材料的 TEM 图像。如图 3A 和通过剥层后得到的 MoS2表现出横向尺寸从几十纳米到几微米的薄层状结M 聚合在 MoS2表面后(图 3，C 和 D)，MoS2纳米片外层像被涂上了一层薄的部分）。以上证明了 MoS2@PDA@PAM 材料的成功制备。图 4 显示的据也能够证明 MoS2@PDA@PAM 材料的制备是成功的。与没有经过功能MoS2相比，PAM 的接枝功能化使得碳、氧和溴的相对信号强度明显增加。oS2@PDA@PAM 的 EDX 光谱中（图 4B），氮峰的出现也为 PAM 成功聚表面提供了证据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]One-pot synthesis of graphene oxide and Ni-Al layered double hydroxides nanocomposites for the efficient removal of U（VI） from wastewater[J]. Shujun Yu,Jian Wang,Shuang Song,Kunyu Sun,Jun Li,Xiangxue Wang,Zhongshan Chen,Xiangke Wang. Science China（Chemistry）. 2017(03)
[2]不同铝系混凝剂处理印染废水[J]. 郭玥,杜磊,李庆,徐慧. 环境工程学报. 2016(04)
[3]组合膜分离技术资源化处理印染废水工艺的研究[J]. 张芸,王晓静,代文臣,刘冰,徐晓晨,杨凤林. 水资源与水工程学报. 2015(04)
[4]二硫化钼的生产应用和发展前景[J]. 徐建昌. 中国钼业. 2014(05)
[5]Preparation of polyacrylamide/silica composite capsules by inverse Pickering emulsion polymerization[J]. Kui Zhang,Qian Wang,Hong Meng,Mian Wang,Wei Wu,Jianfeng Chen. Particuology. 2014(03)
[6]花生壳活性炭的制备及其对染料废水的脱色性能研究[J]. 张志芳,邵红,孔祥西,余雅婷,余楷. 沈阳化工大学学报. 2014(02)
[7]我国水资源现状与问题研究[J]. 舟成. 资源节约与环保. 2013(10)
[8]壳聚糖-活性炭复合材料处理印染废水的研究[J]. 马万征,陈冬,戴明星,鲁轶男,王玉鹤. 山东科技大学学报(自然科学版). 2013(03)
[9]纳米TiO2多孔微球对模拟染料废水的光催化脱色[J]. 陈建欣,贾大兵,罗栋,壮亚峰. 化学与生物工程. 2013(02)
[10]白腐真菌生物法处理染料亚甲基蓝的研究[J]. 宋云飞,周攀登,周健,肖柏喜,刘宵,李烨. 生物技术世界. 2013(01)
硕士论文
[1]MoS2基纳米复合材料的制备及其吸附性能研究[D]. 尤胜胜.江苏大学 2016
[2]铁碳微电解-Fenton氧化法处理直接蓝2B染料的研究[D]. 马英群.辽宁科技大学 2012
本文编号：3500556
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
团（如儿茶酚、氨基和亚氨基）可以作为进一步反应的平台。本章通过贻贝仿生化学和表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)将 PAM 聚合在 MoS2表面。从图 2 中可以看出，首先使用 PDA 对 MoS2进行表面修饰，在此基础上，再通过表面引发(SI-ATRP)将 PAM 接枝到 MoS2表面，表面引发原子转移自由基聚合广泛应用于表面接枝功能聚合物，在水介质中具有控制分子量、分子量分布和良好的结构[81, 82]。与传统的功能聚合物表面功能化方法相比，用 PAM 功能化后的MoS2(MoS2@PDA@PAM)相对更安全、操作制备方法简单[83-85]。此外，最终产物没有游离的高分子存在，几乎全部通过化学键连接在 PDA 修饰的 MoS2(MoS2@PDA)上[86, 87]。通过能量色散 X 射线元素分析仪（EDX）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、热重分析仪（TGA）、光电子能谱衍射(XPS)对产物表征。通过研究 MoS2@PDA@PAM 对水中 Cu2+的吸附来验证 MoS2@PDA@PAM 在环境治理方面的优势。吸附接触时间、初始 Cu2+溶液浓度、溶液 pH、温度等都对吸附造成影响。同时还利用吸附动力学、等温线和热力学原理描述了吸附过程中所涉及的机理。
第二章 二硫化钼（MoS2）的贻贝仿生功能化及其对水中 Cu2+的吸附研究果与讨论1 样品表征的结果分析 3 为制备的 MoS2和 MoS2@PDA@PAM 材料的 TEM 图像。如图 3A 和通过剥层后得到的 MoS2表现出横向尺寸从几十纳米到几微米的薄层状结M 聚合在 MoS2表面后(图 3，C 和 D)，MoS2纳米片外层像被涂上了一层薄的部分）。以上证明了 MoS2@PDA@PAM 材料的成功制备。图 4 显示的据也能够证明 MoS2@PDA@PAM 材料的制备是成功的。与没有经过功能MoS2相比，PAM 的接枝功能化使得碳、氧和溴的相对信号强度明显增加。oS2@PDA@PAM 的 EDX 光谱中（图 4B），氮峰的出现也为 PAM 成功聚表面提供了证据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]One-pot synthesis of graphene oxide and Ni-Al layered double hydroxides nanocomposites for the efficient removal of U（VI） from wastewater[J]. Shujun Yu,Jian Wang,Shuang Song,Kunyu Sun,Jun Li,Xiangxue Wang,Zhongshan Chen,Xiangke Wang. Science China（Chemistry）. 2017(03)
[2]不同铝系混凝剂处理印染废水[J]. 郭玥,杜磊,李庆,徐慧. 环境工程学报. 2016(04)
[3]组合膜分离技术资源化处理印染废水工艺的研究[J]. 张芸,王晓静,代文臣,刘冰,徐晓晨,杨凤林. 水资源与水工程学报. 2015(04)
[4]二硫化钼的生产应用和发展前景[J]. 徐建昌. 中国钼业. 2014(05)
[5]Preparation of polyacrylamide/silica composite capsules by inverse Pickering emulsion polymerization[J]. Kui Zhang,Qian Wang,Hong Meng,Mian Wang,Wei Wu,Jianfeng Chen. Particuology. 2014(03)
[6]花生壳活性炭的制备及其对染料废水的脱色性能研究[J]. 张志芳,邵红,孔祥西,余雅婷,余楷. 沈阳化工大学学报. 2014(02)
[7]我国水资源现状与问题研究[J]. 舟成. 资源节约与环保. 2013(10)
[8]壳聚糖-活性炭复合材料处理印染废水的研究[J]. 马万征,陈冬,戴明星,鲁轶男,王玉鹤. 山东科技大学学报(自然科学版). 2013(03)
[9]纳米TiO2多孔微球对模拟染料废水的光催化脱色[J]. 陈建欣,贾大兵,罗栋,壮亚峰. 化学与生物工程. 2013(02)
[10]白腐真菌生物法处理染料亚甲基蓝的研究[J]. 宋云飞,周攀登,周健,肖柏喜,刘宵,李烨. 生物技术世界. 2013(01)
硕士论文
[1]MoS2基纳米复合材料的制备及其吸附性能研究[D]. 尤胜胜.江苏大学 2016
[2]铁碳微电解-Fenton氧化法处理直接蓝2B染料的研究[D]. 马英群.辽宁科技大学 2012
本文编号：3500556
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