碳纳米管水凝胶及磷酸亚铁锂三维电极处理染料废水的研究

发布时间：2020-06-11 07:18

【摘要】：本文制备了两种新型材料,用于在染料废水处理中的应用。一、将改性碳纳米管加入到以丙烯酰胺、丙烯酸为单体,过硫酸铵为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂的水溶液中,通过水浴加热法合成含有碳纳米管的水凝胶[MWCNT/P(AA-AM)]。对所制备的MWCNT/P(AA-AM)水凝胶进行FTIR和SEM分析;研究了不同条件下的溶胀性能;并通过正交实验法进一步确定的水凝胶的最优合成参数。进一步研究了MWCNT/P(AA-AM)水凝胶对碱性藏花红(ST)、孔雀石绿(MG)、结晶紫(CV)、亚甲基蓝(MB)四种染料废水的吸附性能。通过吸附动力学、吸附等温曲线和吸附热力学研究确定碳纳米管水凝胶对四种染料的吸附机制。同时研究了不同条件对MWCNT/P(AA-AM)水凝胶的脱附影响,考察了其循环再生后重复利用能力。二、制备了磷酸亚铁锂(LiFePO~4)三维电极,在二维电极基础上来提高电极对废水的处理效率。对三维电极进行了SEM分析;选用碱性藏花红、结晶紫、孔雀石绿作为研究对象,研究三维电极法对其氧化降解能力;采用单一变量法,测定不同条件下LiFePO~4三维电极对染料溶液的去除效果影响,并研究了染料的降解动力学。两种新型材料对染料废水均有较好的处理效果,采用水凝胶吸附法对高浓度废水进行初级处理,用三维电极电解法进行深度处理,可将染料进行较为全面高效的处理。
【图文】：

.1.1 我国水污染现状我国的水资源的总量虽然很大，约为 28761.2 亿立方米，其中地表水资为 27746.3 亿立方米，，地下水资源量为 8309.6 亿立方米，共占全球水资 6%，但人均占有量但人均占有量仅为 2200 立方米，仅为世界平均水平的 1/水资源分布不平衡，导致我国面临严重缺水问题，是全球 13 个国家人均源最贫乏的国家之一。如果按照目前国际公认标准，那么中国目前有 16 个省、市人均水资源量低于重度缺水线，有 6 个省、区低于极度缺水线[1-3]。由于我国的所处的地理环境位置和特殊的地形地貌、气候条件导致水资源丰枯在地间的差异较大，总体是南多北少，长江及其以南地区，水资源约占全国总量的 80%，地面积仅为全国的 36%，黄、淮、海流域水资源只有全国的 8%，而耕地面积占全国0%，水资源的这种不均衡的分布，严重制约了我国国民经济的发展和国土资源的合理。2017 年我国各省水资源分布如图1.1 所示。

图 1.2 水凝胶的合成示意图Fig.1.2 The synthesis of hydrogels化学交联联制备水凝胶是通过共价键形成的三维交联网络，可以由自由基共水溶性高分子的交联、聚合物互穿网络等方法实现。自由基聚合聚合交联是在交联剂存在情况下下，由引发剂分解引发，单体经自引发剂分解引发经自由基均聚或共聚，形成水凝胶结构。是制备高见的一种方法。自由基聚合主要分为化学引发自由基聚合（过氧化－还原体系）、光引发自由基聚合、原子转移自由基聚合（ATRP
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703

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本文编号：2707566