系列壳聚糖基吸附剂的结构调控和性能研究

发布时间：2022-05-03 02:30

　　人工合成高分子材料在加工、使用和后处理中,容易造成资源和能源的消耗,并对环境造成污染。绿色高分子材料对人体健康、对环境低毒或无毒,且在环境中可降解。其中,壳聚糖是一种带氨基、羧基的绿色高分子材料,能够完全生物降解,在水处理中也有很大应用。为了进一步提高壳聚糖的应用性能,拓展其应用范围,可以采用多种修饰或负载的方法调控壳聚糖的结构与性能,在充分利用生物基吸附材料净化废水的同时,既可以实现材料的综合利用,又能够实现废水资源化。基于此,论文制备了系列壳聚糖基复合吸附剂,考察了它们的结构和形貌,通过静态、动态吸附实验及吸附前后的材料表征探究了吸附-脱附机理,考察了吸附剂的抗p H性能、抗盐离子性能以及重复使用情况。主要的论文结论如下:（1）通过壳聚糖与Fe₃O₄颗粒复合制备了壳聚糖磁性复合小球吸附剂CS-MCP（chitosan-magnetic composite particles）,并在其表面接枝共聚三种不同电荷的聚丙烯酸衍生物,包括正电性的聚合物（聚2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵,PDMC）、负电性的聚合物（聚丙烯酸,PAA）及中性聚合物（... 

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 常见的水处理方法
        1.2.1 高级氧化法
        1.2.2 膜分离法
        1.2.3 化学沉降法
        1.2.4 生物法
        1.2.5 絮凝法
        1.2.6 吸附法
    1.3 吸附材料及其种类
        1.3.1 活性炭
        1.3.2 矿物
        1.3.3 吸附树脂
        1.3.4 稀土基氢氧化物
        1.3.5 金属有机框架(MOFs)
        1.3.6 壳聚糖
    1.4 本论文研究意义及内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
    参考文献
第二章 长链聚丙烯酸刷修饰壳聚糖对药物污染物的吸附行为研究与机理
    2.1 引言
    2.2 实验内容
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验方法
        2.2.4 表征方法
        2.2.5 吸附实验方法
    2.3 分析与讨论
        2.3.1 修饰壳聚糖磁性复合小球吸附剂结构表征
        2.3.2 复合吸附剂的溶出情况
        2.3.3 pH影响以及选择性吸附
        2.3.4 共存无机盐离子影响
        2.3.5 循环再生能力
        2.3.6 吸附热力学
        2.3.7 吸附动力学
        2.3.8 吸附前后谱图对比
    2.4 吸附机理
    2.5 结论
    参考文献
第三章 长链聚苯乙烯刷修饰壳聚糖对药物污染物的吸附行为研究与机理
    3.1 引言
    3.2 实验内容
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验方法
        3.2.4 表征方法
        3.2.5 吸附实验方法
    3.3 分析与讨论
        3.3.1 复合吸附剂的结构表征
        3.3.2 复合吸附剂的溶出情况
        3.3.3 pH影响
        3.3.4 选择性吸附
        3.3.5 共存无机盐离子影响
        3.3.6 循环再生能力
        3.3.7 吸附热力学
        3.3.8 吸附动力学
        3.3.9 吸附前后pH变化和扫描电镜图
    3.4 吸附机理
    3.5 结论
    参考文献
第四章 金属氢氧化物负载壳聚糖对磷酸根的吸附行为研究与机理
    4.1 引言
    4.2 实验内容
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验方法
        4.2.4 表征方法
        4.2.5 吸附实验方法
    4.3 分析与讨论
        4.3.1 负载量和投加量对吸附性能的影响
        4.3.2 季铵含量对吸附性能的影响
        4.3.3 复合小球吸附剂的表征分析(SEM、红外、XRD以及热重)
        4.3.4 pH影响
        4.3.5 吸附动力学
        4.3.6 吸附热力学
        4.3.7 盐离子影响
        4.3.8 吸脱附循环
        4.3.9 模拟真实废水
        4.3.10 吸附后吸附剂结构表征
    4.4 吸附机理
    4.5 结论
    参考文献
第五章 金属有机框架(MOFs)负载壳聚糖对磷酸根的吸附行为研究与机理
    5.1 引言
    5.2 实验内容
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 实验仪器
        5.2.3 实验方法
        5.2.4 表征方法
        5.2.5 吸附实验方法
    5.3 分析与讨论
        5.3.1 MOFs负载量对吸附性能的影响
        5.3.2 吸附性能对比分析
        5.3.3 吸附剂CS-UiO-66的结构表征
        5.3.4 pH影响
        5.3.5 吸附动力学
        5.3.6 吸附热力学
        5.3.7 共存离子影响
        5.3.8 循环再生
    5.4 吸附机理
    5.5 结论
    参考文献
第六章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
攻读博士学位期间的主要科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同Fe3O4含量磁性阴离子交换树脂对布洛芬吸附研究[J]. 王晓燕,张光,双陈冬,李爱民.  离子交换与吸附. 2019(03)
[2]基于淀粉共基质厌氧生物处理PVA废水[J]. 唐丽娟,陈小光,黄丹平,黄波.  水处理技术. 2019(10)
[3]金属有机框架MIL-101（Fe）对水中微囊藻毒素-LR的吸附[J]. 连丽丽,姜鑫浩,邓艺辉,娄大伟.  分析测试学报. 2019(09)
[4]化学絮凝法处理海产品加工中高浓度含磷废水[J]. 于洪淼,王超,凌威,徐晓晨,杨凤林,张树深.  水资源与水工程学报. 2019(01)
[5]氢氧化镧改性介孔稻壳生物炭除磷性能[J]. 许润,石程好,唐倩,石稳民,康建雄,任拥政.  环境科学. 2019(04)
[6]三元阳离子淀粉絮凝剂的合成[J]. 边晓彤,李海花,张利辉,刘振法.  现代化工. 2018(01)
[7]纳米稀土氢氧化物制备及其吸附性能研究进展[J]. 孙崇帅,赵悦,宫红,姜恒.  应用化工. 2017(04)
[8]淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂在煤泥水处理中的应用[J]. 孙英娟,杨永利.  中国煤炭. 2017(02)
[9]巯基修饰Cu-MOFs材料的制备及其汞吸附性能[J]. 魏金枝,张少平,王雪亮,孙晓君,张凤鸣.  化工学报. 2017(05)
[10]磷污染处理技术的研究进展[J]. 高教成.  科技资讯. 2016(29)

硕士论文
[1]改性壳聚糖基磁性纳米材料吸附除铅性能及机理研究[D]. 戴靖文.中国地质大学(北京) 2019



本文编号：3650448