基于环糊精及壳聚糖的气凝胶制备及性能研究
发布时间：2022-10-21 08:42
随着社会经济的不断发展,越来越多的食品和印染等领域产生的废水大量排放,其中含有的不溶性油脂及有机染料存在不易降解和毒害性强等缺点,严重威胁了生态环境平衡及人类身体健康。因此,如何高效地去除废水中污染物是亟待解决的一大问题。近年来β-环糊精（β-CD）基吸附材料是废水处理的研究热点之一,但传统β-CD改性材料仍然存在制备方法复杂和收率低等问题,限制其应用发展。壳聚糖（CS）作为一种绿色易降解和高活性位点的粒子,是优良的天然高分子载体。气凝胶类吸附材料由于其丰富的网络吸附结构及简便的回收性能,在疏水性有机物与染料废水处理中使用性能较佳。本文以β-CD与CS为原料,制备得到环糊精-壳聚糖基气凝胶,经过改性处理后可以分别用于染料吸附、水-油分离及水-有机试剂分离等领域,无二次污染且吸附容量大。具体结果如下:首先,以β-CD和CS为原料,植酸钠（STP）为交联剂,制备了胺乙基环糊精（EA-CD）-植酸钠-壳聚糖气凝胶（CTCS气凝胶）。以β-CD接枝率为优化指标,在mCS∶mEA-CD为1∶1,50℃下反应4 h,CS溶解于2%（v/v）浓度的醋酸（H...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩写符号说明
1 绪论
1.1 食品工业及印染工业废水的研究现状
1.1.1 食品工业及印染工业废水的来源
1.1.2 食品工业及印染工业废水的污染现状
1.1.3 食品工业及印染工业废水的处理方法
1.2 环糊精基材料
1.2.1 环糊精的结构与性质
1.2.2 β-环糊精基材料的研究进展
1.2.3 β-环糊精基吸附材料的研究进展
1.3 环糊精-壳聚糖基复合材料
1.3.1 壳聚糖的结构与性质
1.3.2 环糊精-壳聚糖基复合物
1.3.3 环糊精-壳聚糖基复合材料的研究进展
1.4 立题目的与意义
1.5 研究内容
2 材料与方法
2.1 材料与设备
2.1.1 材料与试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 胺乙基环糊精(EA-CD)的制备
2.2.2 胺乙基环糊精-植酸钠复合物(EA-CD-STP)的制备
2.2.3 CTCS气凝胶的制备条件优化
2.2.4 CTCS气凝胶的表征
2.2.5 CCTCS气凝胶的制备
2.2.6 CCTCS气凝胶的表征
2.2.7 CCTCS气凝胶吸附染料的研究
2.2.8 ACCTCS气凝胶的制备条件优化
2.2.9 ACCTCS气凝胶的表征
2.2.10 ACCTCS气凝胶吸收能力测试
2.2.11 ACCTCS气凝胶循环吸收性能测试
2.2.12 ACCTCS气凝胶选择性吸收性能测试
3 结果与讨论
3.1 CTCS气凝胶的制备及表征
3.1.1 CTCS气凝胶的制备条件优化
3.1.2 CTCS气凝胶的表征
3.2 CCTCS气凝胶的表征
3.2.1 CCTCS气凝胶的FT-IR表征
3.2.2 CCTCS气凝胶的XRD表征
3.2.3 CCTCS气凝胶的TGA表征
3.2.4 CCTCS气凝胶的SEM表征
3.2.5 CCTCS气凝胶的EDS表征
3.3 CCTCS气凝胶吸附染料的研究
3.3.1 CCTCS气凝胶对染料吸附条件的探索
3.3.2 吸附等温研究
3.3.3 吸附动力学研究
3.3.4 吸附扩散模型研究
3.3.5 CCTCS气凝胶对染料吸附作用机理的分析
3.3.6 CCTCS气凝胶对染料吸附的重复使用性
3.4 ACCTCS气凝胶的制备及表征
3.4.1 ACCTCS气凝胶的制备条件优化
3.4.2 ACCTCS气凝胶的表征
3.5 ACCTCS气凝胶的应用研究
3.5.1 ACCTCS气凝胶的吸收能力
3.5.2 ACCTCS气凝胶的循环吸收性能
3.5.3 ACCTCS气凝胶的选择性吸收性能
主要结论与展望
致谢
参考文献
附录 :作者在攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅胶改性壳聚糖膜的制备及其对Cu2+的吸附性能[J]. 王勇力,刘妮,李海洋,刘金彦. 无机盐工业. 2019(08)
[2]柠檬醛/纳米SiO2交联改性PVA复合材料阻水性能和结构研究[J]. 赵媛,严文静,赵见营,章建浩. 食品工业科技. 2019(17)
[3]超亲水纤维素/环糊精基聚电解质刷复合气凝胶的制备及对乳化油分离研究[J]. 闫佳宇,孟桂花,王义西,郑盛涛,吴建宁,刘志勇,郭旭虹. 石河子大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]磁性多孔β-环糊精聚合物制备及对染料的吸附[J]. 张宗元,徐强,张媛媛,刘杏杏,张明明,张升晓. 鲁东大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]季铵化β-环糊精接枝壳聚糖涂层用于毛细管电泳分离的研究[J]. 代莉莉,金珊霞,范梦莹,周平. 分析试验室. 2017(08)
[6]食品废水处理技术研究进展[J]. 李明,高峰. 山东化工. 2017(13)
[7]壳聚糖接枝β-环糊精聚合物空心微球的制备及其载药性能[J]. 高玉荣,于娜娜,李桂英. 离子交换与吸附. 2016(05)
[8]壳聚糖和乙二胺改性Fe3O4磁性纳米粒子的制备及其对酸性品红的吸附特性[J]. 杨武,潘薇,郭昊. 西北师范大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]β-环糊精及其衍生物在食品添加剂中的应用[J]. 唐瑶,付柯,李翠,张哲. 杭州化工. 2015(03)
[10]胆固醇接枝壳聚糖及其性能[J]. 丁珊,唐敏健,周长忍,闵翔,田金环,李立华. 高等学校化学学报. 2012(05)
博士论文
[1]新型超交联聚合物的合成、改性及其吸附性能研究[D]. 胡爱彬.中国地质大学 2019
[2]基于钼硫纳米材料的食品工业废水新型处理技术研究[D]. 张文涛.西北农林科技大学 2018
[3]氧化石墨烯及其功能化改性材料富集水中重金属离子机理研究[D]. 王慧.湖南大学 2016
硕士论文
[1]磁性壳聚糖/粉煤灰复合材料的制备及其对染料吸附性能的研究[D]. 林小红.内蒙古师范大学 2019
[2]海藻酸钠/稀土高分子凝胶球的制备及其对染料吸附性能的研究[D]. 尹海洋.内蒙古师范大学 2019
[3]β-环糊精复合气凝胶的制备及对亚甲基蓝吸附性研究[D]. 周凯旋.青岛大学 2019
[4]壳聚糖及其复合材料的力学及吸附性能研究[D]. 常鹏.青岛大学 2019
[5]溶剂/表面活性剂混合体系在含油污泥清洗中的应用[D]. 王茂鑫.山东大学 2019
[6]β-环糊精金属有机骨架的绿色合成及对槲皮素和大黄素的载药研究[D]. 杨奥会.南华大学 2019
[7]壳聚糖/β-环糊精/纳米氧化锌复合多孔膜的制备及其对铜离子和刚果红的吸附研究[D]. 闫学超.华南理工大学 2018
[8]豆制品加工废水处理工程设计[D]. 王小琴.山西大学 2017
[9]百里香酚纳米级保鲜剂的制备及其在板栗保鲜中的应用[D]. 初丽君.西北农林科技大学 2017
[10]有机蒙脱土的制备及其对染料废水吸附行为的研究[D]. 卫宏毅.重庆大学 2017
本文编号：3695310
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
缩写符号说明
1 绪论
1.1 食品工业及印染工业废水的研究现状
1.1.1 食品工业及印染工业废水的来源
1.1.2 食品工业及印染工业废水的污染现状
1.1.3 食品工业及印染工业废水的处理方法
1.2 环糊精基材料
1.2.1 环糊精的结构与性质
1.2.2 β-环糊精基材料的研究进展
1.2.3 β-环糊精基吸附材料的研究进展
1.3 环糊精-壳聚糖基复合材料
1.3.1 壳聚糖的结构与性质
1.3.2 环糊精-壳聚糖基复合物
1.3.3 环糊精-壳聚糖基复合材料的研究进展
1.4 立题目的与意义
1.5 研究内容
2 材料与方法
2.1 材料与设备
2.1.1 材料与试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 胺乙基环糊精(EA-CD)的制备
2.2.2 胺乙基环糊精-植酸钠复合物(EA-CD-STP)的制备
2.2.3 CTCS气凝胶的制备条件优化
2.2.4 CTCS气凝胶的表征
2.2.5 CCTCS气凝胶的制备
2.2.6 CCTCS气凝胶的表征
2.2.7 CCTCS气凝胶吸附染料的研究
2.2.8 ACCTCS气凝胶的制备条件优化
2.2.9 ACCTCS气凝胶的表征
2.2.10 ACCTCS气凝胶吸收能力测试
2.2.11 ACCTCS气凝胶循环吸收性能测试
2.2.12 ACCTCS气凝胶选择性吸收性能测试
3 结果与讨论
3.1 CTCS气凝胶的制备及表征
3.1.1 CTCS气凝胶的制备条件优化
3.1.2 CTCS气凝胶的表征
3.2 CCTCS气凝胶的表征
3.2.1 CCTCS气凝胶的FT-IR表征
3.2.2 CCTCS气凝胶的XRD表征
3.2.3 CCTCS气凝胶的TGA表征
3.2.4 CCTCS气凝胶的SEM表征
3.2.5 CCTCS气凝胶的EDS表征
3.3 CCTCS气凝胶吸附染料的研究
3.3.1 CCTCS气凝胶对染料吸附条件的探索
3.3.2 吸附等温研究
3.3.3 吸附动力学研究
3.3.4 吸附扩散模型研究
3.3.5 CCTCS气凝胶对染料吸附作用机理的分析
3.3.6 CCTCS气凝胶对染料吸附的重复使用性
3.4 ACCTCS气凝胶的制备及表征
3.4.1 ACCTCS气凝胶的制备条件优化
3.4.2 ACCTCS气凝胶的表征
3.5 ACCTCS气凝胶的应用研究
3.5.1 ACCTCS气凝胶的吸收能力
3.5.2 ACCTCS气凝胶的循环吸收性能
3.5.3 ACCTCS气凝胶的选择性吸收性能
主要结论与展望
致谢
参考文献
附录 :作者在攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅胶改性壳聚糖膜的制备及其对Cu2+的吸附性能[J]. 王勇力,刘妮,李海洋,刘金彦. 无机盐工业. 2019(08)
[2]柠檬醛/纳米SiO2交联改性PVA复合材料阻水性能和结构研究[J]. 赵媛,严文静,赵见营,章建浩. 食品工业科技. 2019(17)
[3]超亲水纤维素/环糊精基聚电解质刷复合气凝胶的制备及对乳化油分离研究[J]. 闫佳宇,孟桂花,王义西,郑盛涛,吴建宁,刘志勇,郭旭虹. 石河子大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]磁性多孔β-环糊精聚合物制备及对染料的吸附[J]. 张宗元,徐强,张媛媛,刘杏杏,张明明,张升晓. 鲁东大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]季铵化β-环糊精接枝壳聚糖涂层用于毛细管电泳分离的研究[J]. 代莉莉,金珊霞,范梦莹,周平. 分析试验室. 2017(08)
[6]食品废水处理技术研究进展[J]. 李明,高峰. 山东化工. 2017(13)
[7]壳聚糖接枝β-环糊精聚合物空心微球的制备及其载药性能[J]. 高玉荣,于娜娜,李桂英. 离子交换与吸附. 2016(05)
[8]壳聚糖和乙二胺改性Fe3O4磁性纳米粒子的制备及其对酸性品红的吸附特性[J]. 杨武,潘薇,郭昊. 西北师范大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]β-环糊精及其衍生物在食品添加剂中的应用[J]. 唐瑶,付柯,李翠,张哲. 杭州化工. 2015(03)
[10]胆固醇接枝壳聚糖及其性能[J]. 丁珊,唐敏健,周长忍,闵翔,田金环,李立华. 高等学校化学学报. 2012(05)
博士论文
[1]新型超交联聚合物的合成、改性及其吸附性能研究[D]. 胡爱彬.中国地质大学 2019
[2]基于钼硫纳米材料的食品工业废水新型处理技术研究[D]. 张文涛.西北农林科技大学 2018
[3]氧化石墨烯及其功能化改性材料富集水中重金属离子机理研究[D]. 王慧.湖南大学 2016
硕士论文
[1]磁性壳聚糖/粉煤灰复合材料的制备及其对染料吸附性能的研究[D]. 林小红.内蒙古师范大学 2019
[2]海藻酸钠/稀土高分子凝胶球的制备及其对染料吸附性能的研究[D]. 尹海洋.内蒙古师范大学 2019
[3]β-环糊精复合气凝胶的制备及对亚甲基蓝吸附性研究[D]. 周凯旋.青岛大学 2019
[4]壳聚糖及其复合材料的力学及吸附性能研究[D]. 常鹏.青岛大学 2019
[5]溶剂/表面活性剂混合体系在含油污泥清洗中的应用[D]. 王茂鑫.山东大学 2019
[6]β-环糊精金属有机骨架的绿色合成及对槲皮素和大黄素的载药研究[D]. 杨奥会.南华大学 2019
[7]壳聚糖/β-环糊精/纳米氧化锌复合多孔膜的制备及其对铜离子和刚果红的吸附研究[D]. 闫学超.华南理工大学 2018
[8]豆制品加工废水处理工程设计[D]. 王小琴.山西大学 2017
[9]百里香酚纳米级保鲜剂的制备及其在板栗保鲜中的应用[D]. 初丽君.西北农林科技大学 2017
[10]有机蒙脱土的制备及其对染料废水吸附行为的研究[D]. 卫宏毅.重庆大学 2017
本文编号：3695310
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