改性烟末生物质吸附剂的制备及去除废水中硝酸根的研究
发布时间：2021-03-29 12:38
工业、农业的生产活动使得水环境的硝酸根污染日益严峻。传统的硝酸根处理方法存在转化不完全、电极材料易腐蚀钝化、经济效益低、处理条件严格等不足。因此,研制对硝酸根具有经济高效生物质吸附材料及明确其吸附机理十分迫切。我国的烟草产量和种植面积均居世界前列,卷烟生产中产生了大量废弃烟末,给企业成本和生态环境造成了严重负荷。废弃烟末含有大量纤维素并具有良好的孔隙结构,以废弃烟末为原材料制备生物质吸附剂用于处理水中硝酸根对缓解环境污染、实现“以废治废”的绿色发展理念、拓宽了废弃烟末的利用途径具有重要意义,也为我国研制新型生物质材料吸附剂以启发。合成原料为烟末生物质,将其在DMF（N,N二甲基甲酰胺）中与环氧氯丙烷反应,通过使用吡啶催化剂用三乙胺改性烟末生物质中纤维素来制备改性烟末生物质吸附剂（Modified Tobacco Powder Biomass Adsorbent,MTPBA）。采取单因素实验,研究了MTPBA制备过程中的主要参数条件的影响,明确了制备MTPBA的最佳改性条件,并用SEM、EDX、FTIR、XRD等现代表征分析技术探究烟末改性前后的物理化学特征变化。结果显示:制备MTPBA...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
烟末改性前（a）后（b）的扫描电镜图
南华大学硕士学位论文3.3.3 能谱分析能谱（EDX）分析是 SEM 的重要辅助工具，可用预分析材料微观区域内的元素分布，同时进行定性定量的分析[70]。由图 3.6 可知，烟末改性前中主要含有 C、N、O、Si 和 Cl五种元素，C 和 O 的比例最大。这和烟末的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素等天然高分子化合物有关。与改性后制得的 MTPBA（b）对比发现 C 和 Cl 略有增加，N 元素显著增加，O 元素明显减少。这是由于强碱预处理溶解了部分带有大量-OH、-COOH 的木质素，因此 O 元素含量减少；交联反应在烟末纤维素上成功引入了一定量的氯烷基团，使得C 和 Cl 略有增加；叔胺化反应则接枝引入了大量含 N 元素的叔胺基团，因此 N 元素含量明显增加。这与 Zeta 电位分析结果相互印证，同时大量功能基团的引入说明 MTPBA 对硝酸根等阴离子具有良好的吸附性能。
第 5 章 改性烟末生物质吸附剂对硝酸根的吸附机理研究第 5 章 改性烟末生物质吸附剂对硝酸根的吸附机理研究MTPBA 吸附硝酸根前后扫描电镜分析运用扫描电镜（SEM）观测分析 MTPBA 吸附硝酸根前后的微观形态图像，对颗径、孔隙和表面结构等表面形貌特征进行分析。图 5.1 为 MTPBA 吸附硝酸根前 像。由图 5.1（a）可见，MTPBA 吸附硝酸根之前呈不规则片层结构，片层之间间距，表面存在大量细小孔洞，大大增加 MTPBA 的孔隙率，裸露出更多的结合图 5.1（a）、（b）可知，吸附硝酸根后，MTPBA 表面较吸附前平滑，表面孔洞间已被吸附的硝酸根填充了，这说明 MTPBA 对硝酸根具有良好的吸附效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]烟草秸秆活性炭的制备及吸附性能研究[J]. 柏松,周健齐,唐芹,赵昆红,朱芸莹,魏娴,李熹. 江苏农业科学. 2018(13)
[2]不同有机物料的Cd2+吸附特性及其对Cd污染土壤的修复效果研究[J]. 刘媛媛,刘超,陈卓君,徐智,汤利. 农业环境科学学报. 2018(04)
[3]烟末对铀（Ⅵ）的吸附性能[J]. 罗慰祖,戴漾泓,杨金辉,康四军,周书葵,王贝贝,余怡. 土木建筑与环境工程. 2018(02)
[4]碱性离子液体有效去除烟梗中木质素的研究[J]. 侯轶,胡亚成,李友明,刘超,杨宇飞,胡松青. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[5]改性花生壳对水中磷的吸附特性[J]. 刘茹,倪伟迪,王春英. 江苏农业科学. 2017(24)
[6]吸附法处理水体中放射性碘核素研究进展[J]. 玮达,张晓媛,顾平,张光辉. 水处理技术. 2017(09)
[7]累托石负载聚吡咯制备及其对硝酸根的吸附[J]. 马骁飞,吕苗苗,唐向阳. 实验室研究与探索. 2017(06)
[8]浅谈微生物技术在城市污水处理中的应用[J]. 冯泽晖. 科技创新与应用. 2017(12)
[9]改性烟草秸秆对水中刚果红的吸附和解吸[J]. 万学,赖星,周道晏,伍钧. 环境工程学报. 2016(12)
[10]水热氢氧化钾改性花生壳对染料的吸附性能[J]. 陈春强,吴娟,邬欣慧,马东. 农业环境科学学报. 2016(11)
博士论文
[1]含吡啶基螯合树脂负载纳米铁系金属选择性还原硝酸盐的特性和机理[D]. 史嘉璐.南京大学 2015
硕士论文
[1]铝合金材料去除水体中硝酸盐的研究[D]. 包遵胜.北京化工大学 2017
[2]伊乐藻—脱氮微生物联用对入贡湖亲水河脱氮效果及机理研究[D]. 王浩.南京大学 2017
[3]电化学还原水中硝酸根的铜电极改性研究[D]. 侯明韬.北京化工大学 2016
[4]玉米秸秆生物炭对氮磷的吸附特性及其对土壤氮磷吸附特性的影响[D]. 张璐.吉林大学 2016
[5]Pd-Cu/TiO2纳米纤维催化还原地下水硝酸盐的研究[D]. 王俏.哈尔滨工业大学 2015
[6]改性梧桐树叶对水体中典型染料和2，4-二氯苯酚的吸附研究[D]. 任晓凤.郑州大学 2014
[7]茶叶对废水中铅锌镉离子的吸附性能研究[D]. 周菁菁.湖南大学 2013
[8]丝瓜络阴离子交换纤维的制备和吸附性能研究[D]. 陶镇.武汉理工大学 2012
[9]改性生物炭吸附硝酸盐和磷酸盐研究[D]. 李际会.中国农业科学院 2012
[10]木薯秸秆阴离子吸附剂的制备及对硝酸根吸附性能的研究[D]. 李旺.广西师范大学 2012
本文编号：3107562
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
烟末改性前（a）后（b）的扫描电镜图
南华大学硕士学位论文3.3.3 能谱分析能谱（EDX）分析是 SEM 的重要辅助工具，可用预分析材料微观区域内的元素分布，同时进行定性定量的分析[70]。由图 3.6 可知，烟末改性前中主要含有 C、N、O、Si 和 Cl五种元素，C 和 O 的比例最大。这和烟末的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素等天然高分子化合物有关。与改性后制得的 MTPBA（b）对比发现 C 和 Cl 略有增加，N 元素显著增加，O 元素明显减少。这是由于强碱预处理溶解了部分带有大量-OH、-COOH 的木质素，因此 O 元素含量减少；交联反应在烟末纤维素上成功引入了一定量的氯烷基团，使得C 和 Cl 略有增加；叔胺化反应则接枝引入了大量含 N 元素的叔胺基团，因此 N 元素含量明显增加。这与 Zeta 电位分析结果相互印证，同时大量功能基团的引入说明 MTPBA 对硝酸根等阴离子具有良好的吸附性能。
第 5 章 改性烟末生物质吸附剂对硝酸根的吸附机理研究第 5 章 改性烟末生物质吸附剂对硝酸根的吸附机理研究MTPBA 吸附硝酸根前后扫描电镜分析运用扫描电镜（SEM）观测分析 MTPBA 吸附硝酸根前后的微观形态图像，对颗径、孔隙和表面结构等表面形貌特征进行分析。图 5.1 为 MTPBA 吸附硝酸根前 像。由图 5.1（a）可见，MTPBA 吸附硝酸根之前呈不规则片层结构，片层之间间距，表面存在大量细小孔洞，大大增加 MTPBA 的孔隙率，裸露出更多的结合图 5.1（a）、（b）可知，吸附硝酸根后，MTPBA 表面较吸附前平滑，表面孔洞间已被吸附的硝酸根填充了，这说明 MTPBA 对硝酸根具有良好的吸附效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]烟草秸秆活性炭的制备及吸附性能研究[J]. 柏松,周健齐,唐芹,赵昆红,朱芸莹,魏娴,李熹. 江苏农业科学. 2018(13)
[2]不同有机物料的Cd2+吸附特性及其对Cd污染土壤的修复效果研究[J]. 刘媛媛,刘超,陈卓君,徐智,汤利. 农业环境科学学报. 2018(04)
[3]烟末对铀（Ⅵ）的吸附性能[J]. 罗慰祖,戴漾泓,杨金辉,康四军,周书葵,王贝贝,余怡. 土木建筑与环境工程. 2018(02)
[4]碱性离子液体有效去除烟梗中木质素的研究[J]. 侯轶,胡亚成,李友明,刘超,杨宇飞,胡松青. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[5]改性花生壳对水中磷的吸附特性[J]. 刘茹,倪伟迪,王春英. 江苏农业科学. 2017(24)
[6]吸附法处理水体中放射性碘核素研究进展[J]. 玮达,张晓媛,顾平,张光辉. 水处理技术. 2017(09)
[7]累托石负载聚吡咯制备及其对硝酸根的吸附[J]. 马骁飞,吕苗苗,唐向阳. 实验室研究与探索. 2017(06)
[8]浅谈微生物技术在城市污水处理中的应用[J]. 冯泽晖. 科技创新与应用. 2017(12)
[9]改性烟草秸秆对水中刚果红的吸附和解吸[J]. 万学,赖星,周道晏,伍钧. 环境工程学报. 2016(12)
[10]水热氢氧化钾改性花生壳对染料的吸附性能[J]. 陈春强,吴娟,邬欣慧,马东. 农业环境科学学报. 2016(11)
博士论文
[1]含吡啶基螯合树脂负载纳米铁系金属选择性还原硝酸盐的特性和机理[D]. 史嘉璐.南京大学 2015
硕士论文
[1]铝合金材料去除水体中硝酸盐的研究[D]. 包遵胜.北京化工大学 2017
[2]伊乐藻—脱氮微生物联用对入贡湖亲水河脱氮效果及机理研究[D]. 王浩.南京大学 2017
[3]电化学还原水中硝酸根的铜电极改性研究[D]. 侯明韬.北京化工大学 2016
[4]玉米秸秆生物炭对氮磷的吸附特性及其对土壤氮磷吸附特性的影响[D]. 张璐.吉林大学 2016
[5]Pd-Cu/TiO2纳米纤维催化还原地下水硝酸盐的研究[D]. 王俏.哈尔滨工业大学 2015
[6]改性梧桐树叶对水体中典型染料和2，4-二氯苯酚的吸附研究[D]. 任晓凤.郑州大学 2014
[7]茶叶对废水中铅锌镉离子的吸附性能研究[D]. 周菁菁.湖南大学 2013
[8]丝瓜络阴离子交换纤维的制备和吸附性能研究[D]. 陶镇.武汉理工大学 2012
[9]改性生物炭吸附硝酸盐和磷酸盐研究[D]. 李际会.中国农业科学院 2012
[10]木薯秸秆阴离子吸附剂的制备及对硝酸根吸附性能的研究[D]. 李旺.广西师范大学 2012
本文编号：3107562
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