多糖纳米纤丝复合泡沫及其在水污染处理中的应用

发布时间：2017-06-10 02:01

  本文关键词：多糖纳米纤丝复合泡沫及其在水污染处理中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：泡沫材料因具有密度低、比表面积大、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等特性,在组织工程、吸附、催化、生物医学等诸多领域应用广泛。冷冻干燥法制备的聚乙烯醇泡沫因含有大量羟基而容易吸水变形,氧化石墨烯是良好的吸附材料,但制备的泡沫在水中会很快塌陷分散,且分离困难。纤维素和甲壳素是自然界中最丰富的两种多糖,不仅具有来源广、成本低、无毒无污染、好的生物相容性、可降解等特点,而且其纳米纤丝具有高的弹性模量和刚性,是很好的增强材料。本论文通过湿磨和高压均质化处理制备出直径在20-50 nm的纤维素和甲壳素纳米纤丝,利用改进Hummers法制备氧化石墨烯。通过冷冻干燥法分别制备了聚乙烯醇/纤维素纳米纤丝复合泡沫和氧化石墨烯/甲壳素纳米纤丝复合泡沫。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和压缩测试等研究了泡沫材料的形貌、结构与力学性能。此外,对聚乙烯醇复合泡沫进行了吸水测试和生物降解测试,研究了氧化石墨烯复合泡沫在静态吸附和柱吸附实验中的应用。聚乙烯醇复合泡沫的孔隙大小随着纳米纤丝含量的增加而增大,随着冷冻温度的降低和固含量的增大而减小。PC30泡沫压缩强度达到最高的328.5 kPa,吸水测试平衡时,PC60与聚乙烯醇泡沫相比,吸水率从14.70%降到11.38%,体积收缩比从70.7%降到2.4%。经过30天的堆肥生物降解实验,PC60泡沫几乎降解完全。甲壳素纳米纤丝的加入使氧化石墨烯复合泡沫的力学强度从10.5 kPa提高到了24.3 kPa。GO-CNF40泡沫对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附模型,最大吸附量为173.3 mg/g。甲壳素纳米纤丝增强的复合泡沫在柱吸附实验后不仅保持尺寸稳定,而且洗脱后能够重复利用。GO-CNF40对亚甲基蓝的去除率在三次循环吸附后依然达到90%左右。此外,又研究了GO-CNF40对甲基橙、Pb(Ⅱ)和对氯苯胺的柱吸附效果,证明甲壳素纳米纤丝增强氧化石墨烯复合泡沫对重金属离子和阳离子型污染物具有较好的吸附效果。
【关键词】：多糖纳米纤丝 复合泡沫 可生物降解 柱吸附
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ424;X703
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 泡沫材料9-11
• 1.1.1 泡沫材料的分类9
• 1.1.2 高分子泡沫的制备方法9-10
• 1.1.3 高分子泡沫的研究进展10-11
• 1.2 泡沫材料增强剂11-14
• 1.2.1 纤维素纳米纤丝11-13
• 1.2.2 甲壳素纳米纤丝13-14
• 1.3 泡沫材料在吸附领域的应用14-17
• 1.3.1 水污染14
• 1.3.2 吸附材料的研究进展14-16
• 1.3.3 泡沫材料的吸附应用16-17
• 1.4 课题的提出及研究内容17-19
• 第二章 实验试剂及原料制备19-27
• 2.1 实验原料及实验设备19-21
• 2.1.1 实验原料及试剂19-20
• 2.1.2 实验设备及仪器20-21
• 2.2 表征分析方法21-22
• 2.3 纳米纤丝及氧化石墨烯的制备22-27
• 2.3.1 纤维素和甲壳素纳米纤丝悬浮液的制备22-24
• 2.3.2 氧化石墨烯的制备及表征24-27
• 第三章 聚乙烯醇/纤维素纳米纤丝泡沫的结构性能研究27-38
• 3.1 引言27
• 3.2 聚乙烯醇及复合泡沫的制备27-28
• 3.3 结果与讨论28-37
• 3.3.1 聚乙烯醇复合泡沫的形貌28-30
• 3.3.2 聚乙烯醇复合泡沫的结构30-33
• 3.3.3 聚乙烯醇复合泡沫的力学性能33-34
• 3.3.4 聚乙烯醇复合泡沫的吸湿性34-36
• 3.3.5 聚乙烯醇复合泡沫的生物降解性36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 氧化石墨烯/甲壳素纳米纤丝复合泡沫的结构性能及对水污染物的吸附研究38-52
• 4.1 引言38-39
• 4.2 氧化石墨烯及其复合泡沫材料的制备39
• 4.3 结果与讨论39-51
• 4.3.1 氧化石墨烯复合泡沫的结构39-41
• 4.3.2 氧化石墨烯复合泡沫的形貌41-43
• 4.3.3 氧化石墨烯复合泡沫的力学性能43-45
• 4.3.4 氧化石墨烯复合泡沫的吸附性能45-48
• 4.3.5 氧化石墨烯复合泡沫的柱吸附实验48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 结论与展望52-55
• 5.1 结论52-53
• 5.2 论文特色53
• 5.3 展望53-55
• 参考文献55-65
• 作者简介与研究成果65-67
• 致谢67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭娟;;纤丝鸟电商:品牌才是杀手锏[J];IT经理世界;2013年19期

2 蒋蕙钧,单小红,吴小玲;网络混纤丝起拱形态的分析方法[J];纺织学报;1985年11期

3 刘艳萍;张洋;吴羽飞;李文定;刘聪;;酸法制备杨木微/纳纤丝及其表征[J];高分子通报;2010年02期

4 陶寿海;;纤丝环宇——介绍上海前进农场纤维厂雕塑[J];中国农垦;1990年11期

5 周意容;锦涤混纤丝的研究[J];广东化纤;1994年04期

6 ;珂蒂雅全国标杆店:山西江宇纤丝鸟——大爱成就大业[J];医学美学美容(财智);2013年11期

7 刘艳萍;张洋;;杨木微/纳纤丝的制备与表征[J];林业科技开发;2009年02期

8 李文t

本文编号：437122