微藻生物炭活化过硫酸盐高效去除水中磺胺甲恶唑的研究
发布时间：2021-08-05 07:55
螺旋藻生物质中富含许多有价值的化合物,其中藻蓝蛋白是一种具有多种药用和食用价值的高营养蛋白质,在食品科学和医学中广受欢迎。然而,从螺旋藻中提取藻蓝蛋白必须使用大量无机盐,这就使得螺旋藻渣无法直接用作动物饲料或肥料,导致了藻渣的下游处理成本较高。因此,将其转化低成本,环境友好的生物炭材料用于污水处理是一种经济可行的处理方法。研究通过热裂解法热解萃取完藻蓝蛋白的螺旋藻残渣（SDBC）来制备生物炭。以藻类中的剩余蛋白质组分成功实现生物炭的N-掺杂,获得了用于活化过二硫酸盐（PDS）的高性能碳活化剂。元素分析、BET、XRD、XPS、FTIR等表征结果显示,SDBC具有较大的比表面积、良好的氮掺杂和导电性能,SDBC900-acid比表面积最高达370.1 m2/g。氧化降解实验结果表明,SDBC/PDS体系对大部分水体微污染物具有良好的氧化效率,20-45 min内可使其完全去除。此外,实验探究了SDBC浓度、氧化剂浓度、pH、温度以及无机阴离子对SDBC/PDS体系的影响。结果表明,PDS浓度对反应体系影响很小,而SDBC投加量对体系的影响较大。SDBC浓度为0.5 ...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本课题研究技术路线
热解温度、停留时间、升温速率和 N2流速等。研究表明，热解温度对生物炭的理化性质具有很大影响。在本节实验中，研究了 400℃、700℃、900℃三个热解温度下制备的藻渣生物炭的活化降解效果的不同。并通过元素分析、BET、SEM、FTIR、XRD、XPS 等分析手段对制备所得的生物炭的各种理化性质进行表征分析，具体表征分析内容包括：比表面积、元素组成、孔隙度、官能团种类及数量等，为生物炭的后续研究与应用提供理论参考。同时，测试了所制备生物炭的稳定性能，全面考查 SDBC/PDS 体系应用于水环境中有机污染物降解去除的应用前景。3.2 藻渣生物炭的制备将萃取了藻蓝蛋白的螺旋藻渣放入管式炉中热解，热解条件如下：氮气流量 100 mL/min，升温速率 15℃/min，停留时间 1 h。分别热解 400℃、700℃、900℃三个温度。制备的微藻生物炭记为：SDBC 400、SDBC 700、SDBC 900。其中，将 900℃条件下热解的生物炭使用 5 mol/L 盐酸进行清洗，再用去离子水冲洗，烘干获得 SDBC 900-acid。对制备得到的 SDBC 400、SDBC 700、SDBC 900、SDBC 900-acid 分别进行吸附和氧化实验。结果如下图所示。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文表 3-1 不同热解温度下 SDBC 的主要元素和比表面积Ash(%)C H O S N H/C N/CBET(m2/g)SDBC40068.20 21.06 2.10 6.88 0.15 3.61 0.10 0.17 67.00SDBC70076.48 19.74 0.66 1.11 0.11 1.90 0.03 0.10 88.60SDBC90082.56 16.59 0.41 0.49 0.18 0.77 0.02 0.05 117.90SDBC900-acid10.00 74.54 0.98 7.98 0.37 6.13 0.01 0.08 370.10
【参考文献】：
期刊论文
[1]秸秆生物炭活化过硫酸盐氧化降解苯酚[J]. 姚淑华,马锡春,李士凤. 中国环境科学. 2018(11)
[2]纤维素纳米纤丝-碳纳米管/天然橡胶柔性导电弹性体的合成与性能[J]. 韩景泉,陆凯悦,岳一莹,梅长彤,王慧祥,严鹏彬,徐信武. 新型炭材料. 2018(04)
[3]磺胺类抗生素对水环境的污染及生态毒理效应[J]. 李秀文,何益得,张巍,徐会,黄其林,周子凡,许灵均. 环境科学与技术. 2018(S1)
[4]超声强化零价铁/过硫酸钾体系降解2,4,6-三氯苯酚废水[J]. 田凯勋,杨超,肖泉,付显婷,黄妍. 中国环境科学. 2017(10)
[5]养殖业中磺胺类药物残留的危害及现状[J]. 于淼. 现代畜牧科技. 2015(02)
[6]零价铁活化过硫酸铵氧化降解苯酚的研究[J]. 张瑛洁,李大鹏,曹天静,张明旭,马军. 工业水处理. 2012(09)
[7]水环境中抗生素的分布、累积及生态毒理效应[J]. 刘建超,陆光华,杨晓凡,金少格. 环境监测管理与技术. 2012(04)
硕士论文
[1]生物炭催化过硫酸盐降解偶氮染料废水[D]. 王鹤.吉林大学 2013
本文编号：3323384
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本课题研究技术路线
热解温度、停留时间、升温速率和 N2流速等。研究表明，热解温度对生物炭的理化性质具有很大影响。在本节实验中，研究了 400℃、700℃、900℃三个热解温度下制备的藻渣生物炭的活化降解效果的不同。并通过元素分析、BET、SEM、FTIR、XRD、XPS 等分析手段对制备所得的生物炭的各种理化性质进行表征分析，具体表征分析内容包括：比表面积、元素组成、孔隙度、官能团种类及数量等，为生物炭的后续研究与应用提供理论参考。同时，测试了所制备生物炭的稳定性能，全面考查 SDBC/PDS 体系应用于水环境中有机污染物降解去除的应用前景。3.2 藻渣生物炭的制备将萃取了藻蓝蛋白的螺旋藻渣放入管式炉中热解，热解条件如下：氮气流量 100 mL/min，升温速率 15℃/min，停留时间 1 h。分别热解 400℃、700℃、900℃三个温度。制备的微藻生物炭记为：SDBC 400、SDBC 700、SDBC 900。其中，将 900℃条件下热解的生物炭使用 5 mol/L 盐酸进行清洗，再用去离子水冲洗，烘干获得 SDBC 900-acid。对制备得到的 SDBC 400、SDBC 700、SDBC 900、SDBC 900-acid 分别进行吸附和氧化实验。结果如下图所示。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文表 3-1 不同热解温度下 SDBC 的主要元素和比表面积Ash(%)C H O S N H/C N/CBET(m2/g)SDBC40068.20 21.06 2.10 6.88 0.15 3.61 0.10 0.17 67.00SDBC70076.48 19.74 0.66 1.11 0.11 1.90 0.03 0.10 88.60SDBC90082.56 16.59 0.41 0.49 0.18 0.77 0.02 0.05 117.90SDBC900-acid10.00 74.54 0.98 7.98 0.37 6.13 0.01 0.08 370.10
【参考文献】：
期刊论文
[1]秸秆生物炭活化过硫酸盐氧化降解苯酚[J]. 姚淑华,马锡春,李士凤. 中国环境科学. 2018(11)
[2]纤维素纳米纤丝-碳纳米管/天然橡胶柔性导电弹性体的合成与性能[J]. 韩景泉,陆凯悦,岳一莹,梅长彤,王慧祥,严鹏彬,徐信武. 新型炭材料. 2018(04)
[3]磺胺类抗生素对水环境的污染及生态毒理效应[J]. 李秀文,何益得,张巍,徐会,黄其林,周子凡,许灵均. 环境科学与技术. 2018(S1)
[4]超声强化零价铁/过硫酸钾体系降解2,4,6-三氯苯酚废水[J]. 田凯勋,杨超,肖泉,付显婷,黄妍. 中国环境科学. 2017(10)
[5]养殖业中磺胺类药物残留的危害及现状[J]. 于淼. 现代畜牧科技. 2015(02)
[6]零价铁活化过硫酸铵氧化降解苯酚的研究[J]. 张瑛洁,李大鹏,曹天静,张明旭,马军. 工业水处理. 2012(09)
[7]水环境中抗生素的分布、累积及生态毒理效应[J]. 刘建超,陆光华,杨晓凡,金少格. 环境监测管理与技术. 2012(04)
硕士论文
[1]生物炭催化过硫酸盐降解偶氮染料废水[D]. 王鹤.吉林大学 2013
本文编号：3323384
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