电增强活性炭纤维吸附两种磺胺类抗生素的研究

发布时间：2017-08-25 19:34

  本文关键词：电增强活性炭纤维吸附两种磺胺类抗生素的研究

  更多相关文章： 活性炭纤维 电增强吸附 磺胺甲恶唑 磺胺乙酰钠

【摘要】：磺胺类抗生素广泛应用于人类医疗和畜牧业生产,是重要的人畜共用药物,近年来在环境中污染现象严重。抗生素进入动物和人体后,大部分会以原药或代谢物的形式排出体外,进入水体和土壤中,对人类健康及生态环境造成潜在威胁。因此开发安全高效的抗生素去除方法势在必行。电吸附是一种不涉及电子得失的非法拉第过程,通过外加极化电场能够提高吸附速率和吸附容量,是一种效率高,能耗低,环境友好的处理技术,近年来在水污染控制领域得到了广泛的肯定和支持。本论文以新型碳纳米材料活性炭纤维(ACFs)作为电吸附材料,以磺胺类抗生素磺胺甲恶唑(SMX)和磺胺乙酰钠(SA-Na)作为目标污染物,考察静态模式以及连续流模式下活性炭纤维对污染物的吸附效果,分析吸附特征和影响因素。为以活性炭纤维为电吸附材料在抗生素水污染控制领域的应用提供依据,并为电吸附技术在水污染控制领域的扩大化应用提供装置设计参考。围绕以上研究内容和目标主要开展了以下工作：(1)设计静态实验,考察电增强活性炭纤维对污染物SMX和SA-Na的吸附效果。研究表明,电增强ACFs对SMX和SA-Na的吸附动力学符合二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型,初始吸附速率和吸附容量均随外加电压的增大而增大。外加1V电压时,SMX和SA-Na的初始吸附速率分别为开路条件的1.35倍和1.55倍,平衡常数KF的值分别是开路条件下的1.9倍和2.5倍,分析污染物的结构性质和ACFs的零电荷点发现静电吸引作用是吸附容量和吸附速率提高的主要原因。SMX和SA-Na吸附量的差异则主要受其疏水性的影响。(2)连续流模式下,设计制作电增强活性炭纤维吸附过滤装置,考察外加电压,进水流量以及进水浓度等条件对吸附效果的影响。研究结果表明,外加电压为1V时,SMX和SA-Na的吸附量分别为开路条件下1.77倍和1.85倍,污染物的最高去除效率可以达到99.5%以上,吸附穿透时间明显延长；SMX和SA-Na的吸附量随进水流量的增大而减小,随进水浓度的增大而增大。本论文采用ACFs电增强吸附SMX和SA-Na,实现了目标污染物的有效去除,为以活性炭纤维为电吸附材料在抗生素水污染控制领域的广泛应用提供参考。
【关键词】：活性炭纤维 电增强吸附 磺胺甲恶唑 磺胺乙酰钠
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O647.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-25
• 1.1 磺胺类抗生素概述9-13
• 1.1.1 抗生素简介9-10
• 1.1.2 磺胺类抗生素的结构和性质10-12
• 1.1.3 磺胺类抗生素在水体中的来源及污染现状12
• 1.1.4 磺胺类抗生素的危害12-13
• 1.2 活性炭纤维概述13-16
• 1.2.1 活性炭纤维的结构和性质13-14
• 1.2.2 活性炭纤维的原料和制备14-15
• 1.2.3 活性炭纤维在水处理领域的应用15-16
• 1.3 吸附技术16-19
• 1.3.1 吸附理论16-17
• 1.3.2 吸附作用17
• 1.3.3 吸附动力学理论17-18
• 1.3.4 吸附热力学理论18-19
• 1.4 电吸附技术研究进展19-23
• 1.4.1 电吸附原理19-21
• 1.4.2 电吸附电极材料及其应用21-23
• 1.5 选题依据、目的、意义和研究内容23-25
• 1.5.1 选题依据23
• 1.5.2 选题目的和意义23-24
• 1.5.3 研究内容24-25
• 2 静态模式下电增强活性炭纤维吸附SMX和SA-Na的研究25-41
• 2.1 引言25-26
• 2.2 实验材料与方法26-31
• 2.2.1 实验材料26-27
• 2.2.2 目标污染物的分析方法27-28
• 2.2.3 活性炭纤维的预处理28-29
• 2.2.4 活性炭纤维的表征29
• 2.2.5 静态模式下电增强活性炭纤维吸附实验29-31
• 2.3 结果与讨论31-40
• 2.3.1 活性炭纤维的表征31-34
• 2.3.2 污染物结构特征34-35
• 2.3.3 污染物电化学稳定性35-36
• 2.3.4 电吸附动力学36-38
• 2.3.5 电吸附等温线38-40
• 2.4 小结40-41
• 3 连续流模式下电增强活性炭纤维吸附SMX和SA-Na的研究41-51
• 3.1 引言41
• 3.2 实验材料与方法41-45
• 3.2.1 实验材料41-42
• 3.2.2 连续流模式下电增强活性炭纤维吸附实验42-45
• 3.3 结果与讨论45-50
• 3.3.1 电压对吸附的影响45-47
• 3.3.2 进水流量对吸附的影响47-49
• 3.3.3 进水浓度对吸附的影响49-50
• 3.4 小结50-51
• 结论51-52
• 参考文献52-57
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况57-58
• 致谢58-59

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张旺玺,宋清臣;一种全新活性炭——活性炭纤维[J];金山油化纤;2001年02期

2 齐龙;国内活性炭应用的发展趋势[J];吉林林业科技;2002年02期

3 刘秉涛;李云霞;李国亭;陈静;;活性炭纤维电吸附去除四环素的研究[J];工业水处理;2011年04期

4 崔海波;张彦;;活性炭的发展应用[J];中国石油和化工标准与质量;2011年12期

5 杨建利;杜美利;黄婕;王健;;废旧有机丝制备活性炭纤维的研究[J];煤炭转化;2012年03期

6 吴新华;;活性炭纤维纸板构成的蜂窝状吸附层[J];林化科技;1980年02期

7 张文富;;具有卓越吸附率的活性炭纤维研制成功[J];无机盐工业;1983年02期

8 丁宝桐;;日东丽化学开发活性炭纤维[J];无机盐工业;1983年03期

9 陈赛璐;王允付;贾磊;王德禧;;活性炭纤维的制备及性能[J];炭素技术;1988年02期

10 许景文;;活性炭纤维的制备与性能[J];净水技术;1989年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李建文;李常林;;活性炭纤维在环保工业中的应用及价值[A];全国经济管理院校工业技术学研究会第六届学术年会论文集[C];1997年

2 柴春玲;焦婷婷;迟广俊;周矛峰;丁炳华;王同华;;活性炭纤维吸附回收油气的研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年

3 王瑞海;耿世彬;韩旭;;活性炭纤维对低浓度污染物吸附性能的实验研究[A];第四届全国人防工程内部环境与设备研讨会论文集[C];2010年

4 柴晓兰;麻寒娜;贾金平;孙同华;王亚林;;活性炭纤维-固相微萃取新方法探索及其应用[A];中国化学会第26届学术年会环境化学分会场论文集[C];2008年

5 陈水挟;陈健良;武清毓;;改性活性炭纤维表面化学结构的研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

6 何兵;崔鹏;;活性炭纤维处理精喹禾灵农药废水的研究[A];第七届全国精细化学品化学学术会议论文集[C];2004年

7 李洪美;迟广俊;张建军;王同华;;活性炭纤维改性对印刷废气中乙醇吸附的研究[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集（中卷）[C];2008年

8 张儿;马晓军;;纺丝工艺对木质活性炭纤维亚甲基蓝吸附性能的影响[A];2013中国食品包装学术会议论文摘要集[C];2013年

9 殷涛;周国栋;刘志朋;殷璐;李建农;李新;叶淑琴;刘焕来;;特制活性炭纤维吸附流感甲型病毒性能的初步探讨[A];天津市生物医学工程学会2004年年会论文集[C];2005年

10 周烨;王祖武;曹小满;;放电改性对活性炭纤维硫吸附性能影响的初步研究[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集（下卷）[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 刘丹邋记者 张伟;森鑫研发生产出高性能环保专用活性炭纤维[N];鞍山日报　;2008年

2 主持人 本报记者 姜国华　嘉宾 大连理工大学化工学院教授、博士生导师 王同华 江苏同康活性炭纤维有限公司董事长 周健;活性炭纤维 “吸毒能手”保健康[N];中国纺织报;2010年

3 张国芳;我活性炭纤维有望应用于消防领域[N];科技日报;2011年

4 张国芳;活性炭纤维有望应用消防领域[N];中国技术市场报;2011年

5 本报记者 姜国华;同康:以科技打造活性炭纤维品牌[N];中国纺织报;2010年

6 记者 戴恩国;特殊高效活性炭纤维纳米微孔滤芯网项目通过鉴定[N];中国冶金报;2007年

7 本报记者 孔凡涛;一个材料小企业的“新兴情结”[N];中国化工报;2010年

8 向继贵;断臂求生后的华丽转身[N];工人日报;2010年

9 本报记者 崔书文　实习生 景益;用科技力量推动发展方式转变[N];经济日报;2010年

10 苏俊;江苏同康：“三高企业”奋力转型[N];江苏经济报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 展巨宏;电催化臭氧法再生活性炭纤维研究[D];昆明理工大学;2016年

2 丰惠敏;中孔活性炭纤维及其复合材料以及聚苯乙烯的降解[D];中国科学技术大学;2010年

3 郭世永;改性碳纤维降低发动机NOX排放的机理及应用研究[D];大连理工大学;2000年

4 韩严和;电增强活性炭纤维吸附水中部分有机物的研究[D];大连理工大学;2006年

5 尹艳娥;新一代水处理技术研究—臭氧—生物活性炭纤维[D];同济大学;2007年

6 周家勇;等离子体改性活性炭纤维脱硫脱氮研究[D];武汉大学;2012年

7 范丽;染料在铂和活性炭纤维电极上的电化学行为[D];大连理工大学;2006年

8 柴晓兰;活性炭纤维固相微萃取新方法的研究[D];上海交通大学;2007年

9 曲险峰;活性炭纤维对水中酚类有机物的催化臭氧化[D];中国石油大学;2007年

10 乌兰哈斯;中空活性炭纤维—纳米银复合敷料的研制及初步实验研究[D];第二军医大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 许岩;棉花基活性炭纤维的制备与应用研究[D];西北农林科技大学;2015年

2 李丹丹;卷式活性炭纤维电极电吸附除盐试验研究[D];南京工业大学;2015年

3 肖拓;改性活性炭纤维催化过一硫酸氢盐降解水中活性黑5[D];中国海洋大学;2015年

4 李鑫;三聚氰胺纤维的改性制备及吸附性能研究[D];太原理工大学;2016年

5 王晨旭;微波活性炭纤维处理印刷废气的研究[D];昆明理工大学;2013年

6 徐哲;芳纶滤料基活性炭纤维的制备及其负载催化剂的研究[D];福州大学;2014年

7 陈印;木质活性炭纤维/Mn-TiO_2包装材料的研究[D];天津科技大学;2015年

8 何小霞;活性炭纤维催化臭氧氧化纳滤浓水技术研究[D];中国矿业大学;2016年

9 韩笑;生物质基活性炭纤维制备及挥发性有机物吸附能研究[D];北京化工大学;2016年

10 周宇;电增强活性炭纤维—臭氧体系去除水中硝基苯的研究[D];重庆大学;2016年

，

本文编号：738002