金属有机骨架材料抑制藻细胞生长效果及机理研究

发布时间：2023-04-06 21:56

　　蓝藻水华问题日趋严重,各类水体频频暴发蓝藻水华,给水生生态环境造成极大影响,威胁人类用水安全。金属有机骨架材料(MOFs)是一种新型的纳米材料,具有比表面积大、孔隙率高、热稳定性好、物化性质易调控等优点,被广泛应用于催化、吸附、光、电、磁和环境等众多领域。然而,目前还未有研究将MOFs应用于蓝藻水华的控制。针对MOFs材料抑制有毒有害蓝藻生长效果及机理未知等问题,本文以铜绿微囊藻为研究对象,根据藻类特征合成了五种MOFs,研究了不同种类MOFs对藻细胞的生长抑制效果;通过深入研究MOFs对藻细胞的生理特征影响、MOFs与藻类的相互作用规律等揭示MOFs抑藻机理。MOFs抑藻实验结果表明,当水中MOFs的浓度达到一定阈值后,对藻细胞的生长起抑制作用。五种MOFs纳米材料中,Cu-MOF-74的抑藻性能最佳。Cu-MOF-74抑制铜绿微囊藻生长符合准二级反应动力学模型,反应速率常数为0.0025 h^-1,相关系数R²为0.966。选择五种材料中抑藻性能最优的Cu-MOF-74作为主要材料进行藻细胞的生理特性研究,结果表明1～10 mg/L Cu-...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 水体富营养化现状及危害
        1.1.2 蓝藻水华的治理方法
    1.2 纳米材料概述
        1.2.1 纳米材料的定义及其应用
        1.2.2 金属-有机骨架材料的定义及其应用
        1.2.3 金属-有机骨架材料的合成方法
    1.3 纳米材料抑制藻类研究现状
        1.3.1 纳米金属
        1.3.2 纳米氧化物
        1.3.3 碳纳米材料
        1.3.4 金属-有机骨架材料
    1.4 纳米材料的抑藻机理
        1.4.1 金属离子的影响
        1.4.2 氧化损伤
        1.4.3 遮蔽效应
    1.5 研究目的、内容及创新点
        1.5.1 研究的目的及意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
        1.5.4 研究的创新点
第二章 典型MOFs合成、表征及对其抑制藻细胞生长效果的研究
    2.1 材料与方法
        2.1.1 藻种的培养
        2.1.2 检测设备
        2.1.3 实验方案
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 MOFs的物理化学性质表征
        2.2.2 MOFs对藻细胞生长抑制效果的影响
        2.2.3 MOFs对藻细胞悬浮液Zeta电位的影响
    2.3 本章小结
第三章 典型MOFs对铜绿微囊藻生理特性的影响
    3.1 材料与方法
        3.1.1 藻种的培养
        3.1.2 检测设备
        3.1.3 实验方案
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 对藻细胞叶绿素a含量的影响
        3.2.2 对藻细胞藻胆蛋白含量的影响
        3.2.3 对藻细胞总蛋白含量的影响
        3.2.4 对藻细胞三维荧光特征光谱的影响
        3.2.5 对藻细胞TOC含量的影响
        3.2.6 对藻细胞膜完整性的影响
    3.3 本章小结
第四章 典型MOFs对铜绿微囊藻的抑制机理研究
    4.1 材料与方法
        4.1.1 藻种的培养
        4.1.2 检测设备
        4.1.3 实验方案
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 释放金属离子的影响
        4.2.2 对藻细胞形态的影响
        4.2.3 凝聚效应
        4.2.4 遮蔽效应
        4.2.5 藻细胞FT-IR谱图分析
        4.2.6 对藻细胞内ROS含量影响
        4.2.7 胞外产生·OH水平
        4.2.8 对藻细胞内抗氧化酶系统的影响
        4.2.9 MOFs抑藻机理探讨
    4.3 本章小结
结论与展望
    本文主要结论
    研究展望
参考文献
致谢
个人简介



本文编号：3784486