棉花秸秆生物炭的制备和改性及其对PPCPs类污染物的吸附探究

发布时间：2021-04-23 14:39

　　本研究以农业废弃物棉花秸秆为原材料制备生物质炭和改性生物炭,将其应用于水体中PPCPs污染物氧氟沙星（Ofloxacine,OFL）和布洛芬（Ibuprofen,IBU）的去除。运用扫描电镜（Scanning electron microscope,SEM）、比表面及孔径分析仪（Brunauer emmett teller,BET）、红外光谱（Fourier Transform infrared spectroscopy,FTIR）对生物炭和改性生物炭分别对生物炭表面、孔径、比表面积以及表面官能团进行表征。同时探究了氧氟沙星和布洛芬的初始浓度、生物炭和改性生物炭的投加量、温度、时间以及溶液的pH对吸附效果的影响,并结合吸附动力学、等温线和热力学考察棉花秸秆生物炭和改性生物炭对水体中PPCPs污染物氧氟沙星和布洛芬的吸附机理,进一步优化吸附过程,为农业废弃物棉花秸秆的资源化利用以提供新的途径。此外,生物活性炭的生态安全性是其规模化应用的关键前提条件,目前对生物质炭的生物毒性了解仍较为有限,本论文研究过程中,在棉花秸秆生物炭体系的生物毒性评价中,开展棉花秸秆生物炭、改性生物炭与商业纳米炭基... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 废水处理技术
        1.1.1 废水产生及类型
        1.1.2 废水物理化学处理技术
        1.1.3 废水生物处理技术
    1.2 生物炭吸附剂在废水中的应用
        1.2.1 生物炭的制备与结构
        1.2.2 生物炭在PPCPs废水处理中的应用
    1.3 棉花秸秆应用现状
    1.4 PPCPs类废水
        1.4.1 PPCPs废水产生的原因、污染现状
        1.4.2 PPCPs废水的危害及处理措施
    1.5 研究内容及意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 意义
第2章 棉花秸秆及改性生物质炭的制备及其性质表征
    2.1 材料与方法
        2.1.1 棉花秸秆生物质炭的制备
        2.1.2 改性棉花秸秆生物质炭的制备
        2.1.3 扫描电镜（SEM）分析
        2.1.4 比表面积及孔径分析
        2.1.5 傅里叶红外光谱（FTIR）分析
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 SEM分析
        2.2.2 比表面积及孔径分析
        2.2.3 红外光谱（FTIR）分析
    2.3 小结
第3章 棉花秸秆生物质炭对氧氟沙星吸附性能的研究
    3.1 材料和方法
        3.1.1 氧氟沙星标准曲线的制作
        3.1.2 去除率和平衡吸附量的研究
        3.1.3 吸附动力学研究
        3.1.4 吸附等温线研究
        3.1.5 吸附热力学研究
    3.2 结果与分析
        3.2.1 氧氟沙星初始浓度的影响
        3.2.2 吸附剂投加量的影响
        3.2.3 溶液温度的影响
        3.2.4 溶液p H的影响
        3.2.5 吸附时间的影响
        3.2.6 吸附动力学的研究
        3.2.7 吸附等温线的研究
        3.2.8 吸附热力学的研究
    3.3 小结
第4章 棉花秸秆生物质炭对布洛芬吸附性能的研究
    4.1 材料和方法
        4.1.1 布洛芬准曲线的制作
        4.1.2 去除率和平衡吸附量的研究
        4.1.3 吸附动力学研究
        4.1.4 吸附等温线研究
        4.1.5 吸附热力学研究
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 布洛芬初始浓度的影响
        4.2.2 吸附剂投加量的影响
        4.2.3 溶液温度的影响
        4.2.4 溶液pH的影响
        4.2.5 吸附时间的影响
        4.2.6 吸附动力学的研究
        4.2.7 吸附等温线的研究
        4.2.8 吸附热力学的研究
    4.3 小结
第5章 改性棉花秸秆生物炭氧氟沙星的研究
    5.1 材料与方法
        5.1.1 去除率和平衡吸附量的研究
        5.1.2 吸附动力学研究
        5.1.3 吸附等温线研究
        5.1.4 吸附热力学研究
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 氧氟沙星始浓度的影响
        5.2.2 吸附剂投加量的影响
        5.2.3 溶液温度的影响
        5.2.4 溶液pH的影响
        5.2.5 吸附时间的影响
        5.2.6 吸附动力学的研究
        5.2.7 吸附等温线的研究
        5.2.8 吸附热力学的研究
    5.3 小结
第6章 改性棉花秸秆生物质炭吸附布洛芬的研究
    6.1 材料和方法
        6.1.1 去除率和平衡吸附量的研究
        6.1.2 吸附动力学研究
        6.1.3 吸附等温线研究
        6.1.4 吸附热力学研究
    6.2 结果与讨论
        6.2.1 布洛芬初始浓度的影响
        6.2.2 吸附剂投加量的影响
        6.2.3 溶液温度的影响
        6.2.4 溶液pH的影响
        6.2.5 吸附时间的影响
        6.2.6 吸附动力学的研究
        6.2.7 吸附等温线的研究
        6.2.8 吸附热力学的研究
    6.3 小结
第7章 生物炭和改性生物炭生物毒性评价分析
    7.1 材料与方法
        7.1.1 Bold培养基的配置
        7.1.2 蛋白核小球藻的转接和培养
        7.1.3 蛋白核小球藻浓度标准曲线的绘制
        7.1.4 蛋白核小球藻毒性评价
        7.1.5 人支气管上皮细胞BEAS-2B的培养
        7.1.6 三种炭浸提液的BEAS-2B细胞抑制评价实验
        7.1.7 三种炭浸提液的BEAS-2B细胞凋亡及坏死的影响
    7.2 基于蛋白核小球藻毒性结果与分析
        7.2.1 棉花秸秆生物炭对蛋白核小球藻的影响
        7.2.2 改性生物炭对蛋白核小球藻的影响
        7.2.3 商业纳米炭对蛋白核小球藻的影响
        7.2.4 三种炭对蛋白核小球藻的毒性对比
    7.3 基于人的支气管上皮细胞毒性结果与分析
        7.3.1 三种炭对人支气管上皮细胞BEAS-2B抑制作用毒性对比
        7.3.2 棉花秸秆生物炭对人的支气管上皮细胞凋亡及坏死的影响
        7.3.3 改性生物炭对人的支气管上皮细胞凋亡及坏死的影响
        7.3.4 商业纳米炭对人的支气管上皮细胞凋亡及坏死的影响
    7.4 小结
第8章 结论与建议
    8.1 结论
    8.2 建议
参考文献
致谢
硕士期间发表论文情况


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[2]用于脱除水中重金属离子的生物质基炭材料的制备及改性研究[D]. 姚书恒.东南大学 2016
[3]KMnO4/MnSO4存在下几种水热炭的制备及Pb（Ⅱ）吸附性能研究[D]. 刘茜茜.河北师范大学 2016
[4]生物炭吸附剂研制及对废水中重金属的吸附特性研究[D]. 许世鹏.济南大学 2015
[5]磁性介孔炭的合成及蛋白药物吸附与释放性能初步研究[D]. 王加.广东药学院 2013
[6]香蒲绒活性炭的制备及其对2，4-二氯酚和2，4，6-三氯酚吸附性能研究[D]. 任亮.山东大学 2012
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本文编号：3155511