磁性纳米材料的制备研究及其在绣江河水环境治理中的应用

发布时间：2020-12-03 03:59

　　近年来,随着经济的快速发展,环境问题日益突出,尤其是水污染问题。大量的工业、农业以及生活污染物被排放到天然水体中,给人类生存和健康带来了巨大的危害。此外,水体中污染物的复杂多样,不同类型污染物之间的相互作用也给水处理带来了挑战。如何高效的去除污染物成为国内外研究的热点之一。磁性纳米材料由于具有较大的比表面积,强的磁响应性以及可在其表面嫁接不同性能的官能团等优点受到广泛关注。在本论文中,我们制备了磁性纳米Fe₃O₄粒子,并对其功能化修饰;将功能化磁性纳米材料用于去除水体中的有机物和重金属;最后将实验室内合成的材料与生态浮岛联用于绣江河的水质改善当中。主要研究内容和成果如下:（1）利用反相悬浮交联法将Fe₃O₄嵌入到壳聚糖（CS）基质中,成功地合成了磁性壳聚糖（MCS）,并利用一系列表征手段观察其形貌特征。在单独的水杨酸（SA）或腐殖酸（HA）溶液中,由于吸附倾向性以及尺寸效应使得MCS对SA有更好的吸附效果相较于HA;在最佳吸附条件下（MCS用量0.7 g/L、吸附时间80 min）,MCS对SA和H... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

图 2-1 （a）CS、Fe3O4和 MCS 的红外光谱；（b） MCS-SA 和 MCS-HA 的红外光谱；（c）外磁场下 MCS 与水溶液的磁分离；（d）制备的 MCS 的 SEM 图像2.4 实验结果2.4.1 MCS 的用量及吸附时间对 SA/HA 的吸附效率的影响在单一 SA/HA 溶液中 MCS 的用量（0.1-1.0g/L）以及吸附时间（10-130min）的变化对 SA/HA 去除率的影响被进行了研究，实验数据如图 2-2（a）所示。此外，本小节也研究了在初始有机物浓度不同的情况下吸附时间对 SA 和 HA 去除率的影响，如图 23 所示。可以得出，随着时间的增加，SA/HA 的去除率也会随之增加；SA 和 HA 在开始的 40-50min 内都出现了快速吸附过程；随后，当接触时间大于 80min 时，吸附速率减慢，几乎保持稳定，意味着吸附达到平衡状态。这是因为在初始阶段在 MCS 的表面有大量的吸附位点可供 SA/HA 附着，但是当吸附时间超过 80min 后，MCS 表面的吸附点位减少，以及 SA 或 HA 分子之间的排斥力作用，使得剩余的 SA/HA 难以占据 MC

MCS=0.3 g/L）和吸附剂投加量（吸附时间=80 min）在（a）b）复合污染体系（SA-HA 溶液）中对 SA（5.0 mg/L）和 HA效率（每个水样体积=100 mL，温度=25℃，振荡速度=180 rp不同吸附剂用量对于 SA/HA 去除率影响的实验结果表吸附剂用量的增加而增加，但是达到吸附平衡时的 SA附剂用量的增加，两者去除率之间的差异也会随之增以上时，SA和HA的去除率均趋于平稳，最佳去除率分 的吸附亲和力明显高于 HA。之前有研究表明，CS 中H 在 6.4 左右时会达到 CS 的零电位点，而当 pH>6.5 时使得表面带有负电荷[79-80]。图 3-2 的实验数据表明，正分别为-8.99 和-17.89 mV，所以 HA 与 MCS 之间则会A 去除率较低的原因之一。SA 与 HA 分子尺寸的差异则


本文编号：2895956