沙柳基活性炭的制备及其对水体中抗生素的吸附研究
发布时间：2021-01-10 04:59
抗生素（AN）被广泛地应用于工业、农业、医药、畜牧业等领域。其中,只有少部分AN能被人类和动物新陈代谢,大多数会排放到水生环境中,威胁到生态平衡和人类的健康。吸附法被广泛地用于去除水中的污染物。沙柳（SP）是一种广泛生长于荒漠和半荒漠地带的沙生植物,它的成本低廉、存活率高。本研究以SP为原料,以H3PO4为活化剂,运用化学活化法制备沙柳基活性炭（SPAC）。采用响应面分析法（RSM）中的Box-Behnken design（BBD）模型对SPAC的制备条件进行了优化,并将其用于去除水体中的氟喹诺酮类抗生素（FQs）和磺胺类抗生素（SFs）。以FQs中的盐酸环丙沙星（CIP）和诺氟沙星（NOR）为响应目标,探究了H3PO4浓度、活化温度和活化时间的交互作用对制备沙柳基活性炭（SPAC1）的影响,并得到制备SPAC1的最佳条件为:H3PO4浓度67.84%,活化温度567.48°C,活化时间86.58 min。同样,以SFs中的磺胺二甲嘧啶钠（SMS）为响应目...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
H3PO4浓度(X1)、活化温度(X2)和活化时间(X3)的交互作用对SPAC1吸附量影响的立体图
图 3.5 H3PO4浓度(X1)、活化温度(X2)和活化时间(X3)的交互作用对 SPAC2 吸附量影响的立体图3.2.3 RSM 优化结果在考虑 H3PO4浓度、活化温度和活化时间之间的交互作用对响应值影响的基础上，通过回归方程进行数值优化，得到制备 SPAC1 最佳的工艺条件为：H3PO4浓度 67.84 %，活化温度 567.48 °C，活化时间 86.58 min，预测其对 CIP 和 NOR的吸附量分别为 0.198 mmol/g、0.270 mmol/g；制备 SPAC2 最佳的工艺条件为：H3PO4浓度 68.74 %，活化温度 577.46 °C，活化时间 48.81 min， 预测其对 SMS的吸附量为 0.309 mmol/g。对在最优化条件下制备的 SPAC 进行 3 次平行实验，结果显示，SPAC1 对 CIP 的吸附量分别是 0.200 mmol/g、0.199 mmol/g、0.203mmol/g；对 NOR 的吸附量分别是 0.275 mmol/g、0.277 mmol/g、0.275 mmol/g。SPAC2 对 SMS 的吸附量分别是 0.316 mmol/g、0.315 mmol/g、0.310 mmol/g。实验值与预测值非常接近，说明采用 RSM 优化得到的制备条件准确可靠，具有实
3.3 SPAC 的表征结果分析与比较3.3.1 热重分析图 3.6 为 SP (a)、SPAC1 (b)和 SPAC2 (c)热重分析曲线图。从图中可以看到，当温度分别升高到 183 oC、220 oC 和 250 oC 时，SP、SPAC1 和 SPAC2 的质量损失分别为 6.84 %、3.92 %和 4.15 %，这主要是由于原料中水分的蒸发。当温度继续上升至 589 oC 时，SP 的质量损失非常显著，约为 84.48 %，从 DTG 曲线可观察到，SP 在 330 oC 和 470 oC 左右出现两个明显的主峰
【参考文献】：
期刊论文
[1]沙柳基活性炭对2,4-二氯苯酚的吸附研究[J]. 刘静萱,邹卫华. 化工新型材料. 2017(06)
[2]磷酸活化法制备活性炭综述（Ⅰ）——磷酸的作用机理[J]. 左宋林. 林产化学与工业. 2017(03)
[3]改性生物质材料对Cr（Ⅵ）的吸附性能[J]. 揭诗琪,乔丽媛,李明明,柳若霖,冯雨晴,朱建裕,覃文庆. 中国有色金属学报. 2015(05)
[4]沙柳人工种植技术及应用前景[J]. 闫志辉,红英. 现代农业科技. 2013(23)
[5]物化+生化+活性炭吸附组合工艺处理造纸废水[J]. 李亚峰,张文静. 工业水处理. 2013(12)
[6]磷酸活化桉木屑制备活性炭的影响因素及表征[J]. 谢新苹,孟中磊,蒋剑春,孙康,卢辛成. 东北林业大学学报. 2013(04)
[7]抗生素废水生物处理法的研究进展[J]. 林海龙,宋鸽,司亮,余建平,陈兆波,吴玉凤. 中国农学通报. 2012(11)
[8]微波处理时间对电化学电容器用活性炭性能的影响(英文)[J]. 何孝军,王婷,邱介山,张小勇,王晓婷,郑明东. 新型炭材料. 2011(04)
[9]蒙脱石对四环素类抗生素的吸附平衡及动力学[J]. 邹星,吴小莲,莫测辉,李彦文,高鹏,黄显东,刘利伟. 高校化学工程学报. 2011(03)
[10]直接耐酸性枣红在脱硅稻壳活性炭上的吸附热力学与动力学特性[J]. 姚超,秦泽勇,吴凤芹,李锦春,王茂华,魏科年. 化工学报. 2011(04)
博士论文
[1]典型氟喹诺酮类抗生素在高岭土上吸附特征的实验研究[D]. 李艳丹.中国地质大学(北京) 2017
[2]沙柳木屑栽培杏鲍菇与菌糠利用技术研究[D]. 周锋利.西北农林科技大学 2013
硕士论文
[1]离子液体液化沙柳的动力学及液化产物的应用研究[D]. 赵丽青.内蒙古农业大学 2016
[2]混凝沉淀预处理中药废水及其对特征污染物去除机制研究[D]. 程旺斌.哈尔滨工业大学 2014
[3]玉米秸秆生物质炭和硅藻土对外源金霉素的吸附与解吸[D]. 赵亚平.沈阳农业大学 2013
[4]沙柳水热转化制备生物油和生物碳的研究[D]. 李长军.复旦大学 2013
[5]生物质炭活性炭的制备及其对苯酚废水吸附的研究[D]. 娄梅生.合肥工业大学 2013
[6]沙柳活性炭的制备及吸附性能研究[D]. 鲍咏泽.内蒙古农业大学 2012
[7]菱角皮活性炭的制备及其对水中诺氟沙星的吸附特性研究[D]. 徐晓丽.山东大学 2012
[8]沙柳制浆造纸性能的研究[D]. 周宝.山东轻工业学院 2010
[9]活性炭对甲酚异构体的吸附、解吸与生物再生[D]. 尤涛.大连理工大学 2008
[10]汉麻杆基活性炭的制备及表征[D]. 李慧琴.北京化工大学 2007
本文编号：2968109
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
H3PO4浓度(X1)、活化温度(X2)和活化时间(X3)的交互作用对SPAC1吸附量影响的立体图
图 3.5 H3PO4浓度(X1)、活化温度(X2)和活化时间(X3)的交互作用对 SPAC2 吸附量影响的立体图3.2.3 RSM 优化结果在考虑 H3PO4浓度、活化温度和活化时间之间的交互作用对响应值影响的基础上，通过回归方程进行数值优化，得到制备 SPAC1 最佳的工艺条件为：H3PO4浓度 67.84 %，活化温度 567.48 °C，活化时间 86.58 min，预测其对 CIP 和 NOR的吸附量分别为 0.198 mmol/g、0.270 mmol/g；制备 SPAC2 最佳的工艺条件为：H3PO4浓度 68.74 %，活化温度 577.46 °C，活化时间 48.81 min， 预测其对 SMS的吸附量为 0.309 mmol/g。对在最优化条件下制备的 SPAC 进行 3 次平行实验，结果显示，SPAC1 对 CIP 的吸附量分别是 0.200 mmol/g、0.199 mmol/g、0.203mmol/g；对 NOR 的吸附量分别是 0.275 mmol/g、0.277 mmol/g、0.275 mmol/g。SPAC2 对 SMS 的吸附量分别是 0.316 mmol/g、0.315 mmol/g、0.310 mmol/g。实验值与预测值非常接近，说明采用 RSM 优化得到的制备条件准确可靠，具有实
3.3 SPAC 的表征结果分析与比较3.3.1 热重分析图 3.6 为 SP (a)、SPAC1 (b)和 SPAC2 (c)热重分析曲线图。从图中可以看到，当温度分别升高到 183 oC、220 oC 和 250 oC 时，SP、SPAC1 和 SPAC2 的质量损失分别为 6.84 %、3.92 %和 4.15 %，这主要是由于原料中水分的蒸发。当温度继续上升至 589 oC 时，SP 的质量损失非常显著，约为 84.48 %，从 DTG 曲线可观察到，SP 在 330 oC 和 470 oC 左右出现两个明显的主峰
【参考文献】：
期刊论文
[1]沙柳基活性炭对2,4-二氯苯酚的吸附研究[J]. 刘静萱,邹卫华. 化工新型材料. 2017(06)
[2]磷酸活化法制备活性炭综述（Ⅰ）——磷酸的作用机理[J]. 左宋林. 林产化学与工业. 2017(03)
[3]改性生物质材料对Cr（Ⅵ）的吸附性能[J]. 揭诗琪,乔丽媛,李明明,柳若霖,冯雨晴,朱建裕,覃文庆. 中国有色金属学报. 2015(05)
[4]沙柳人工种植技术及应用前景[J]. 闫志辉,红英. 现代农业科技. 2013(23)
[5]物化+生化+活性炭吸附组合工艺处理造纸废水[J]. 李亚峰,张文静. 工业水处理. 2013(12)
[6]磷酸活化桉木屑制备活性炭的影响因素及表征[J]. 谢新苹,孟中磊,蒋剑春,孙康,卢辛成. 东北林业大学学报. 2013(04)
[7]抗生素废水生物处理法的研究进展[J]. 林海龙,宋鸽,司亮,余建平,陈兆波,吴玉凤. 中国农学通报. 2012(11)
[8]微波处理时间对电化学电容器用活性炭性能的影响(英文)[J]. 何孝军,王婷,邱介山,张小勇,王晓婷,郑明东. 新型炭材料. 2011(04)
[9]蒙脱石对四环素类抗生素的吸附平衡及动力学[J]. 邹星,吴小莲,莫测辉,李彦文,高鹏,黄显东,刘利伟. 高校化学工程学报. 2011(03)
[10]直接耐酸性枣红在脱硅稻壳活性炭上的吸附热力学与动力学特性[J]. 姚超,秦泽勇,吴凤芹,李锦春,王茂华,魏科年. 化工学报. 2011(04)
博士论文
[1]典型氟喹诺酮类抗生素在高岭土上吸附特征的实验研究[D]. 李艳丹.中国地质大学(北京) 2017
[2]沙柳木屑栽培杏鲍菇与菌糠利用技术研究[D]. 周锋利.西北农林科技大学 2013
硕士论文
[1]离子液体液化沙柳的动力学及液化产物的应用研究[D]. 赵丽青.内蒙古农业大学 2016
[2]混凝沉淀预处理中药废水及其对特征污染物去除机制研究[D]. 程旺斌.哈尔滨工业大学 2014
[3]玉米秸秆生物质炭和硅藻土对外源金霉素的吸附与解吸[D]. 赵亚平.沈阳农业大学 2013
[4]沙柳水热转化制备生物油和生物碳的研究[D]. 李长军.复旦大学 2013
[5]生物质炭活性炭的制备及其对苯酚废水吸附的研究[D]. 娄梅生.合肥工业大学 2013
[6]沙柳活性炭的制备及吸附性能研究[D]. 鲍咏泽.内蒙古农业大学 2012
[7]菱角皮活性炭的制备及其对水中诺氟沙星的吸附特性研究[D]. 徐晓丽.山东大学 2012
[8]沙柳制浆造纸性能的研究[D]. 周宝.山东轻工业学院 2010
[9]活性炭对甲酚异构体的吸附、解吸与生物再生[D]. 尤涛.大连理工大学 2008
[10]汉麻杆基活性炭的制备及表征[D]. 李慧琴.北京化工大学 2007
本文编号：2968109
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