改性多壁碳纳米管的制备及对磺胺甲恶唑的吸附研究

发布时间：2017-06-18 20:04

  本文关键词：改性多壁碳纳米管的制备及对磺胺甲恶唑的吸附研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,抗生素的滥用,导致环境中残留量超标,使得微生物的抗药性增加,从而给疾病的预防和治疗带来了极大的困难。吸附法由于其操作简单,能量和原料消耗低,去除率高,不易造成二次污染等优点,因此应用吸附法去除水体中的抗生素被广泛探究。然而,传统的吸附剂回收效率低,增加了处理的运行成本,因此,寻找高吸附效果和高再生利用的吸附剂是非常有必要的。由于MWCNTs的粒径小,应用其进行吸附去除污染物后,吸附剂的回收率低,易造成二次污染。故本文采用化学共沉淀的方法对多壁碳纳米管进行改性;探究了活性炭(AC)、生物炭(BC)、多壁碳纳米管(MWCNTs)三种吸附剂对磺胺甲恶唑(SMX)进行吸附动力学和吸附等温线实验,探究了不同吸附剂的吸附特性;本文应用改性多壁碳纳米管对水体中SMX进行吸附实验,并探究了溶液pH和离子强度对吸附的影响,以及改性MWCNTs的再生循环利用效果。本研究结果为应用改性多壁碳纳米管去除水中抗生素提供理论基础。论文主要研究结果如下:(1)通过傅立叶红外光谱(FT-IR)表征,将得到的谱图进行对比,得出改性MWCNTs在原始MWCNTs基础上在~590cm-1处产生新吸收峰,分析得出该峰为Fe-O峰,可知磁性颗粒已经成功附着到MWCNTs上。通过扫描电子显微镜(SEM)表征,可以清晰的看到有很多纳米颗粒附着在MWCNTs上,且通过EDS的测定,证实Ag成功的附着到了多壁碳纳米管上。对改性多壁碳纳米管进行振动样品磁强计(VSM)检测,由磁滞曲线的形状和趋势表明FMWCNTs、1%Ag-FMWCNTs是超顺磁,且其饱和磁化(Ms)值分别为43.40 emu g-1、39.93emu g-1,表明具有很强的磁性。(2)三种吸附剂(AC、BC和MWCNTs)的吸附动力学数据符合拟二级动力学方程,且MWCNTs的吸附平衡时间为4 h,比AC、BC的吸附平衡时间(48h)短。三种吸附剂的吸附等温线数据都可以较好的用Freundlich和Langmuir等温方程进行拟合,且由Langmuir得到的最大吸附容量的顺序为:AC(126.149 mg g-1)MWCNTs(73.691 mg g-1)BC(41.211 mg g-1)。MWCNTs具有较快的吸附速率和吸附容量,所以利用MWCNTs作为吸附剂去除水中SMX是一种比较好选择。(3)改性吸附剂材料(FMWCNTs、Ag-FMWCNTs)对SMX的吸附动力学符合拟二级动力学方程,孔内扩散并不是唯一的限速步骤;吸附等温线符合Freundlich和Langmuir方程,对比Langmuir的最大饱和吸附容量得知,在赋磁改性之后,吸附能力有所下降,但在赋银改性后,对吸附剂的吸附能力有促进的效果,且促进效果随着赋银量的增加而增加;吸附的最优pH值为4,且pH在2~6内,对SMX的吸附效果较好,当pH6时,吸附性能迅速下降;离子强度对吸附有一定的抑制作用,抑制效果随着离子强度的增大而增强;改性多壁碳纳米管有较好的再生循环效果,在再生循环三次后,吸附剂量的循环率可以达到90%以上,再生吸附效果可以达到原吸附量的80%以上。
【关键词】：多壁碳纳米管 改性 磺胺甲恶唑 吸附 再生
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.11;X703
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 抗生素的应用及污染现状11-13
• 1.1.1 抗生素的应用现状11-12
• 1.1.2 抗生素的污染源12-13
• 1.1.3 抗生素污染现状及危害13
• 1.2 水体抗生素的去除处理方法13-16
• 1.2.1 生物处理方法13-14
• 1.2.2 物理处理方法14-15
• 1.2.3 化学处理方法15-16
• 1.3 吸附法在去除水中抗生素的应用16-18
• 1.3.1 活性炭16
• 1.3.2 生物炭16-17
• 1.3.3 碳纳米管17-18
• 1.3.4 石墨烯18
• 1.4 选题目的及意义18-21
• 第二章 改性多壁碳纳米管的制备与表征21-29
• 2.1 实验材料与仪器21-22
• 2.1.1 实验试剂21
• 2.1.2 实验仪器21-22
• 2.2 多壁碳纳米管的改性22-23
• 2.3 改性多壁碳纳米管结构表征23-29
• 2.3.1 傅立叶红外光谱(FT-IR)23-24
• 2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）24-25
• 2.3.3 比表面积（BET）25-26
• 2.3.4 振动样品磁强计（VSM）26-29
• 第三章 不同吸附剂对磺胺甲恶唑的吸附性能29-39
• 3.1 吸附实验的设计30-31
• 3.1.1 实验材料与仪器30
• 3.1.2 实验方法30-31
• 3.2 结果与讨论31-35
• 3.2.1 AC、BC和MWCNTs对SMX的吸附动力学31-33
• 3.2.2 AC、BC和MWCNTs对SMX的吸附等温线33-35
• 3.3 AC、BC和MWCNTs对SMX吸附机理探讨35-39
• 第四章 改性碳纳米管对磺胺甲恶唑的吸附性能39-51
• 4.1 吸附动力学39-42
• 4.1.1 实验方法39-40
• 4.1.2 结果与讨论40-42
• 4.2 吸附等温线42-44
• 4.2.1 实验方法42-43
• 4.2.2 结果与讨论43-44
• 4.3 pH对吸附性能的影响44-46
• 4.3.1 实验方法45
• 4.3.2 结果与讨论45-46
• 4.4 离子强度对吸附性能的影响46-48
• 4.4.1 实验方法46-47
• 4.4.2 结果与讨论47-48
• 4.5 改性多壁碳纳米管的再生和循环利用48-51
• 4.5.1 实验方法48-49
• 4.5.2 结果与讨论49-51
• 第五章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 展望52-53
• 参考文献53-61
• 致谢61-63
• 附录63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：460648