磁性碳材料的制备、改性及其吸附抗生素的特性

发布时间：2017-06-04 19:00

  本文关键词：磁性碳材料的制备、改性及其吸附抗生素的特性，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磁性碳纳米材料是一种具有核壳结构的复合材料。而且由于其特有的物理和化学性质而受到人们的关注。本文用一步水热法,以硝酸铁、葡萄糖和尿素为原料,制备了Fe_3O_4/C复合材料,并对其进行表征分析。研究了不同反应因素对产物形貌的影响。结果表明:该材料直径约为140 nm;饱和磁化强度Ms为46.12 emu/g,具有良好的磁性能;比表面积为17.743 m~2/g,并且在20-30 nm内有集中的孔分布。制备条件对Fe_3O_4/C复合材料的粒径和形貌有明显影响。通过热处理对磁性碳材料进行表面改性,使得它的比表面从17.743m~2/g增加到79.017 m~2/g。吸附剂对环丙沙星的吸附等温线符合Langmuir吸附等温模型,动力学符合准二级动力学模型,吸附过程主要以物理吸附为主。该吸附剂在30oC对环丙沙星的最大吸附量为90.1 mg/g,吸附热力学研究表明对环丙沙星的吸附过程是自发的吸热过程。用10 mL 3%NaOH溶液和50 mL甲醇的混合溶液对吸附剂进行循环再生吸附,该吸附剂循环使用五次后,对环丙沙星的去除率从98.2%降到61.2%,吸附效果仍然可观,表明该吸附剂可以循环使用。吸附剂对磺胺的吸附等温线符合Langmuir吸附等温模型,动力学符合准二级动力学模型,吸附过程主要以物理吸附为主。该吸附剂在30oC对磺胺的最大吸附量为14.409 mg/g,吸附热力学研究表明对磺胺的吸附过程是自发的放热过程。吸附剂对环丙沙星和磺胺混合溶液的吸附结果表明:两种抗生素之间存在竞争吸附,且都符合准二级动力学模型。而且在不同pH下,吸附剂对环丙沙星的去除率较其单独存在时有所下降;而对磺胺的去除率较其单独存在时也有下降,进一步证明了环丙沙星和磺胺之间存在竞争吸附的相互作用。
【关键词】：磁性碳材料 水热法 环丙沙星 磺胺 吸附 脱附 竞争吸附
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;TQ424
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 文献综述9-23
• 1.1 磁性纳米粒子简介9-14
• 1.1.1 磁性纳米材料的性质9-10
• 1.1.2 磁性纳米粒子的制备10-12
• 1.1.3 磁性纳米粒子的应用12-14
• 1.2 磁性碳纳米复合材料概述14-18
• 1.2.1 磁性碳材料的制备14-16
• 1.2.2 磁性碳纳米复合材料的表面改性16-17
• 1.2.3 磁性碳纳米复合材料在污水处理方面的应用17-18
• 1.3 抗生素概述18-21
• 1.3.1 抗生素药物分类18-19
• 1.3.2 抗生素药物的环境问题及去除方法研究19-21
• 1.4 研究目的和内容21-23
• 1.4.1 研究目的21
• 1.4.2 研究内容21-23
• 第二章 Fe_3O_4/C磁性碳材料的制备及表征23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 实验部分23-25
• 2.2.1 实验试剂及仪器23-24
• 2.2.2 实验方案24-25
• 2.2.3 分析表征方法25
• 2.3 实验结果和讨论25-30
• 2.3.1 Fe_3O_4/C复合材料的制备25-28
• 2.3.2 水热反应参数对Fe_3O_4/C复合材料的影响28-30
• 2.3.3 磁性碳材料合成的可能机理30
• 2.4 本章小结30-33
• 第三章 Fe_3O_4/C复合材料的表面改性及对环丙沙星的吸脱附研究33-55
• 3.1 引言33
• 3.2 实验部分33-37
• 3.2.1 磁性碳材料的制备及表面改性33-34
• 3.2.2 吸附剂的表征34
• 3.2.3 吸附实验34-37
• 3.3 结果和讨论37-52
• 3.4 本章小结52-55
• 第四章 吸附剂对磺胺及磺胺/环丙沙星竞争吸附的研究55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 实验部分55-57
• 4.2.1 标准曲线绘制55-56
• 4.2.2 吸附剂对SA的吸附56
• 4.2.3 吸附等温线56
• 4.2.4 吸附动力学56
• 4.2.5 吸附热力学56
• 4.2.6 吸附剂对SA/CIP的竞争吸附56-57
• 4.3 结果和讨论57-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 结论69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 创新点70
• 5.3 工作展望70-71
• 参考文献71-79
• 致谢79-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文81

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