氮掺杂多孔生物质炭的制备及吸附性能的研究

发布时间：2021-08-20 09:27

　　随着现代科学技术的发展,抗生素和染料被广泛应用于畜牧、医疗和印染等行业,进而产生了富含抗生素和染料等有机污染物的废水,导致环境污染。为去除这些有机污染物以达到净化废水的目的,众多科研工作者寻求了包括吸附法在内的各种方法去除这类水中污染物。本论文以壳聚糖、木质素磺酸钠和醋酸锌为原料,制备氮掺杂多孔生物质炭材料。利用五种常见污染物:阿莫西林、金霉素、左氧氟沙星、亚甲基蓝和酸性红,对所制备的炭材料进行吸附性能研究,揭示了制备条件对吸附性能的影响。具体内容如下:利用壳聚糖和木质素磺酸钠制备氮掺杂生物质炭,标记为CsLNC。采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱对所制备的CsLNC进行形貌、结构和成分的分析。结果表明:所制备的CsLNC具有多孔结构,含有大量碳碳双键和羰基,其N元素主要以吡啶N的形式存在。利用阿莫西林、金霉素、左氧氟沙星、亚甲基蓝和酸性红模拟污染水源,对不同条件下制备的CsLNC进行了吸附实验。实验结果表明,在pH值为12条件下制备的CsLNC-12,具有最佳吸附性能,对50 mg.L-1的五种目标污染物的去除率均接近100%。对吸附过程进行Langmuir模型拟合... 

【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２不同形态的纳米氧化锌??Ｆｉｇ?１－２?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆｏｒｍｓ?ｏｆ?ｎａｎｏ?ｚｉｎｃ?ｏｘｉｄｅ??２＋

?１绪论???聚糖丰富的化学性质。??ＯＨ?「?ＯＨ?ＯＨ??Ｎｌ！２?ＮＨ２?ＮＨｊ??－?Ｊ?ｎ??图１－３壳聚糖分子示意图［１０３】??Ｆｉｇ?１－３?Ｃｈｉｔｏｓａｎ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??Ｎ－乙酰基葡萄糖胺可形成氢键并产生疏水作用，使其具有一定的刚性结构特征。其??氨基特别容易被酰化、形成席夫碱、烷基化、共聚和产生季铵盐％４］。席夫碱的形成对??壳聚糖衍生至关重要。壳聚糖中氨基可与醛和＿反应生成席夫碱，形成的亚胺基可在中??性和碱性中稳定存在。同时壳聚糖还有多种接枝共聚的方法，乳酸、苯胺、环氧乙烷、??聚乙二醇和氨基酸单体都可成功接枝到壳聚糖中。??壳聚糖还具有很多种生物学特性，包括生物相容性、生物降解性，且几乎不存在毒??性等优点。且可源源不断的从甲壳类固体废物［１（）５］中获取，是一种可持续发展的含氮生??物质材料。但是，壳聚糖含碳量不高，仅有４４?％左右。作为单一的碳源提供者来制备??生物质炭，其产率不高。??木质素磺酸盐１１（５６１是一种长期被视为纸浆造纸工业中不易降解的废料。其含碳量一??般在５６?％？６５?％左右。同时，含有丰富的醇羟基、酚羟基、羰基、羧基、甲氧基和磺酸??根等官能团。木质素磺酸盐可以发生多种化学反应。诸如卤化、接枝共聚、硝化、酚??化、氨化、烷基化、酰化、酯化和氢解等［１（）７１。由于其磺酸根的存在，木质素磺酸盐易??溶于水，且在水溶液中呈现出聚阴离子状态。这为通过静电相互作用使木质素磺酸盐与??其他聚阳离子物质发生结合提供了可能。Ｈｅ等人利用木质素磺酸盐与壳聚糖和丙烯??酰胺发生静电自组装，制备了一种用来去除废水中甲基橙和酸性蓝等染料

溶液的ｐＨ值分别为２、４、７、１２制备了四个样品，分??别用?ＣｓＬＮＣ－２、ＣｓＬＮＣ－４、ＣｓＬＮＣ－７、ＣｓＬＮＣ－１２?来表示。??此外制备两个样品，将壳聚糖和木质素磺酸钠分别按照上述实验步骤烧结成生物质??炭作对照，分别用Ｃｈｉｔｏｓａｎ－Ｃ、和Ｌ－Ｃ来表示。??壳聚糖??｜｜｜?涯体?雕化??３５０°ｃ＇?＾?ｓｊｊ??木鹿索碰纳?６ＫＯＨ＾２Ｃ－＾２Ｋ＋２Ｋ２Ｃ〇３＋３Ｈ２１??Ｋ１Ｃ〇３＋２Ｃ－＾２Ｋ＋３Ｃ〇Ｔ??３０％ＫＯＨ；５Ｓ??＿ｓ—生?ｃ—??图２－２?ＣｓＬＮＣ制备流程图??Ｆｉｇ?２－２?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＣｓＬＮＣ??２．２．３结构表征方法??采用傅里叶变换红外光谱仪（ＦＴ－ＩＲ，天津港东科技发展有限公司，ＦＴＩＲ－６５０）测??定该氮掺杂生物质炭中的官能团。将样品事先放在鼓风干燥箱中干燥２４?ｈ，去除水分。??避免氮掺杂生物质炭中吸附的结合水影响测试结果。此外利用Ｘ－射线光电子能谱??（ＸＰＳ，赛默飞世尔科技有限公司，Ｋ－Ａｌｐｈａ）进一步分析该氮掺杂生物质炭中Ｎ的结??构。??采用场发射扫描电子显微镜（ＳＥＭ，?Ｓ－４８００，Ｈｉｔａｃｈｉ，?Ｌｔｄ．，?Ｃｈｉｙｏｄａ－ｋｕ）表征该氮??掺杂生物质炭形貌。在样品台上用导电胶粘接样品，而后均匀喷一层金膜在样品表面，??进行测试。??２＿２．４吸附实验??利用紫外可见光分光光度法对溶液的浓度进行测定。在测试之前得到溶液浓度??（ＣＶ与紫外可见光吸光度Ｕｆｅ）的对应关系的标准曲线。阿莫西林在２７２?ｎｍ处得到??标准曲线见２－１式，盐酸金霉素在３６６?ｎｍ处得到的标准曲线见２－２式

【参考文献】：
期刊论文
[1]Mitochondrial DNA mutations associated with aminoglycoside induced ototoxicity[J]. Zewen Gao,Ye Chen,Min-Xin Guan.  Journal of Otology. 2017(01)

博士论文
[1]聚乙烯亚胺—木质素基吸附材料制备与性能研究[D]. 张继国.东北林业大学 2014

硕士论文
[1]溶剂热法制备ZnO基光再生吸附剂及其吸附性能的研究[D]. 左蒋思之.青岛科技大学 2019
[2]壳寡糖/果胶静电自组装复合作用以及复合物负载BSA的研究[D]. 范丽萍.华南理工大学 2019
[3]两种喹诺酮类抗生素水环境行为的初步研究[D]. 陈琼.南昌工程学院 2019
[4]壳聚糖基多孔复合材料的构筑及其在卷烟中的吸附应用研究[D]. 袁鼎浩.湖南大学 2018



本文编号：3353251