应用薄膜扩散梯度技术采集可溶性正磷酸盐和铵离子
发布时间：2021-04-28 23:30
水体富营养化已经成为世界性的难题。水体中可溶性正磷酸盐和氨氮的含量可直接判断水体是否产生富营养化,因此,研究简单可靠的测量水体中可溶正磷酸盐和氨氮的方法非常重要。薄膜扩散梯度技术（DGT）是一种原位、连续的被动采样方法,是主动采样方法的有效补充。由于其操作简单、灵活多变、可实现长期连续监测,被广泛地应用于水、土壤、沉积物等环境中测定金属离子和无机阴离子的浓度、有效态和生物有效性等。本论文建立了环境中DGT技术采集可溶性正磷酸盐和铵离子的方法学,主要研究内容和结果如下:1.建立了以硝酸纤维素膜作为窗口保护层,聚丙烯酰胺凝胶作为扩散相,PIP印迹凝胶作为结合相的DGT技术定量采集淡水中可溶性正磷酸盐的方法。采用扫描电镜和红外光谱对PIP印迹凝胶的形貌和结构进行了表征。研究了 PIP印迹凝胶对磷酸盐的吸附动力学、吸附容量和吸附选择性。研究了 PIP-DGT采集磷酸盐的有效性及pH、离子强度和生物膜等因素对PIP-DGT的影响。实验结果显示:PIP印迹凝胶吸附磷酸盐符合准二级动力学模型。采用Scatchard模型对PIP凝胶吸附磷酸盐的数据进行评价,表明PIP凝胶表面具有不同类型的结合位点。两...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
名词缩略表
第一章 绪论
1.1 水体富营养化
1.1.1 富营养化概况
1.1.2 富营养化成因及危害
1.1.3 营养元素的形态
1.2 采样方法
1.2.1 主动采样
1.2.2 被动采样
1.3 DGT技术
1.3.1 DGT的原理
1.3.2 DGT装置的组成
1.3.3 DGT技术的应用
1.4 分子印迹技术
1.4.1 分子印迹技术的原理
1.4.2 分子印迹技术的应用
1.5 研究目的、创新点及意义
第二章 磷酸盐离子印迹聚合物凝胶的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与仪器
2.2.2 磷酸盐离子印迹聚合物的制备及表征
2.2.3 扩散相与结合相的制备及表征
2.2.4 采用扩散池法测定磷酸盐的扩散系数
2.2.5 结合相对磷酸盐的吸附性能
2.3 结果与讨论
2.3.1 磷酸盐扩散系数的测定
2.3.2 磷酸盐印迹聚合物的表征
2.3.3 凝胶中PIP最佳添加量
2.3.4 PIP印迹凝胶的表征
2.3.5 PIP印迹凝胶的吸附特性
2.3.6 PIP印迹凝胶对磷酸盐的吸附机理
2.4 本章小结
第三章 磷印迹聚合物-DGT(PIP-DGT)采集水环境中的可溶性正磷酸盐
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与仪器
3.2.2 磷酸盐的分析方法
3.2.3 硝酸纤维素膜的预处理及DGT的安装
3.2.4 扩散层与磷酸盐的相互作用表征
3.2.5 PIP印迹凝胶的脱附
3.2.6 PIP-DGT的有效性
3.2.7 PIP-DGT吸附容量的测定
3.2.8 PIP-DGT采集磷酸盐的影响因素
3.2.9 生物膜的组成和影响
3.2.10 PIP-DGT的实际应用
3.3 结果与讨论
3.3.1 测定磷酸盐的工作曲线
3.3.2 聚丙烯胺凝胶与磷酸盐相互作用的表征
3.3.3 PIP印迹凝胶的脱附性能
3.3.4 PIP-DGT采集磷酸盐的有效性
3.3.5 PIP-DGT的吸附容量
3.3.6 水体条件对PIP-DGT采集磷酸盐的影响
3.3.7 DGT表面生物膜的形成及影响
3.3.8 PIP-DGT在实际水体中的应用
3.4 本章小结
第四章 分子筛-DGT采集淡水和农田土壤中的铵离子
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 铵离子的分析方法
4.2.3 扩散相与分子筛-结合相的制备
4.2.4 铵离子扩散系数的测定及影响因素
4.2.5 扩散相与铵离子相互作用的表征
4.2.6 结合相与铵离子相互作用的表征
4.2.7 分子筛-结合相吸附特性
4.2.8 分子筛-结合相的脱附
4.2.9 分子筛-DGT的有效性
4.2.10 分子筛-DGT采集铵离子的影响因素
4.2.11 分子筛-DGT的应用
4.3 结果与讨论
4.3.1 测定铵离子的工作曲线
4.3.2 铵离子扩散系数的测定
4.3.3 pH和离子强度对铵离子扩散系数的影响
4.3.4 聚丙烯酰胺凝胶与铵离子的相互作用
4.3.5 分子筛结合相与铵离子的相互作用表征
4.3.6 分子筛结合相对铵离子的吸附特性
4.3.7 分子筛结合相对铵离子的吸附机理
4.3.8 分子筛结合相的脱附性能
4.3.9 分子筛-DGT采集铵离子的有效性
4.3.10 本体溶液条件对分子筛-DGT采集铵离子的影响
4.3.11 分子筛-DGT在淡水和农田土壤中的应用
4.4 本章小结
第五章 氧化铜-阳离子树脂复合材料的制备及在DGT采集铵离子中的应用
5.1 引言
5.2 Donnan膜效应在复合树脂材料中的应用
5.3 实验部分
5.3.1 试剂与仪器
5.3.2 氧化铜—阳离子树脂复合材料的制备
5.3.3 复合材料Cu-HCIX的表征
5.3.4 复合材料Cu-HCIX的静态吸附性能
5.3.5 复合材料Cu-HCIX的动态吸附性能
5.3.6 Cu-HCIX的脱附性能
5.3.7 复合材料Cu-HCIX在DGT采集铵离子的应用
5.4 结果与讨论
5.4.1 Cu-HCIX的表征
5.4.2 复合材料Cu-HCIX对铵离子的吸附平衡时间
5.4.3 复合材料Cu-HCIX对铵离子的吸附容量
5.4.4 复合材料Cu-HCIX对铵离子的吸附机理
5.4.5 复合材料Cu-HCIX对铵离子的固定床吸附
5.4.6 Cu-HCIX对铵离子的吸附选择性
5.4.7 溶液初始pH对Cu-HCIX吸附铵离子性能的影响
5.4.8 复合树脂材料Cu-HCIX的再生
5.4.9 HCIX凝胶-结合相的脱附性能
5.4.10 HCIX-DGT采集铵离子的有效性
5.4.11 溶液pH和离子强度对HCIX-DGT的影响
5.4.12 应用HCIX-DGT采集淡水水样中的铵离子
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读博士期间科研成果
致谢
本文编号：3166385
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
名词缩略表
第一章 绪论
1.1 水体富营养化
1.1.1 富营养化概况
1.1.2 富营养化成因及危害
1.1.3 营养元素的形态
1.2 采样方法
1.2.1 主动采样
1.2.2 被动采样
1.3 DGT技术
1.3.1 DGT的原理
1.3.2 DGT装置的组成
1.3.3 DGT技术的应用
1.4 分子印迹技术
1.4.1 分子印迹技术的原理
1.4.2 分子印迹技术的应用
1.5 研究目的、创新点及意义
第二章 磷酸盐离子印迹聚合物凝胶的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与仪器
2.2.2 磷酸盐离子印迹聚合物的制备及表征
2.2.3 扩散相与结合相的制备及表征
2.2.4 采用扩散池法测定磷酸盐的扩散系数
2.2.5 结合相对磷酸盐的吸附性能
2.3 结果与讨论
2.3.1 磷酸盐扩散系数的测定
2.3.2 磷酸盐印迹聚合物的表征
2.3.3 凝胶中PIP最佳添加量
2.3.4 PIP印迹凝胶的表征
2.3.5 PIP印迹凝胶的吸附特性
2.3.6 PIP印迹凝胶对磷酸盐的吸附机理
2.4 本章小结
第三章 磷印迹聚合物-DGT(PIP-DGT)采集水环境中的可溶性正磷酸盐
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与仪器
3.2.2 磷酸盐的分析方法
3.2.3 硝酸纤维素膜的预处理及DGT的安装
3.2.4 扩散层与磷酸盐的相互作用表征
3.2.5 PIP印迹凝胶的脱附
3.2.6 PIP-DGT的有效性
3.2.7 PIP-DGT吸附容量的测定
3.2.8 PIP-DGT采集磷酸盐的影响因素
3.2.9 生物膜的组成和影响
3.2.10 PIP-DGT的实际应用
3.3 结果与讨论
3.3.1 测定磷酸盐的工作曲线
3.3.2 聚丙烯胺凝胶与磷酸盐相互作用的表征
3.3.3 PIP印迹凝胶的脱附性能
3.3.4 PIP-DGT采集磷酸盐的有效性
3.3.5 PIP-DGT的吸附容量
3.3.6 水体条件对PIP-DGT采集磷酸盐的影响
3.3.7 DGT表面生物膜的形成及影响
3.3.8 PIP-DGT在实际水体中的应用
3.4 本章小结
第四章 分子筛-DGT采集淡水和农田土壤中的铵离子
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 铵离子的分析方法
4.2.3 扩散相与分子筛-结合相的制备
4.2.4 铵离子扩散系数的测定及影响因素
4.2.5 扩散相与铵离子相互作用的表征
4.2.6 结合相与铵离子相互作用的表征
4.2.7 分子筛-结合相吸附特性
4.2.8 分子筛-结合相的脱附
4.2.9 分子筛-DGT的有效性
4.2.10 分子筛-DGT采集铵离子的影响因素
4.2.11 分子筛-DGT的应用
4.3 结果与讨论
4.3.1 测定铵离子的工作曲线
4.3.2 铵离子扩散系数的测定
4.3.3 pH和离子强度对铵离子扩散系数的影响
4.3.4 聚丙烯酰胺凝胶与铵离子的相互作用
4.3.5 分子筛结合相与铵离子的相互作用表征
4.3.6 分子筛结合相对铵离子的吸附特性
4.3.7 分子筛结合相对铵离子的吸附机理
4.3.8 分子筛结合相的脱附性能
4.3.9 分子筛-DGT采集铵离子的有效性
4.3.10 本体溶液条件对分子筛-DGT采集铵离子的影响
4.3.11 分子筛-DGT在淡水和农田土壤中的应用
4.4 本章小结
第五章 氧化铜-阳离子树脂复合材料的制备及在DGT采集铵离子中的应用
5.1 引言
5.2 Donnan膜效应在复合树脂材料中的应用
5.3 实验部分
5.3.1 试剂与仪器
5.3.2 氧化铜—阳离子树脂复合材料的制备
5.3.3 复合材料Cu-HCIX的表征
5.3.4 复合材料Cu-HCIX的静态吸附性能
5.3.5 复合材料Cu-HCIX的动态吸附性能
5.3.6 Cu-HCIX的脱附性能
5.3.7 复合材料Cu-HCIX在DGT采集铵离子的应用
5.4 结果与讨论
5.4.1 Cu-HCIX的表征
5.4.2 复合材料Cu-HCIX对铵离子的吸附平衡时间
5.4.3 复合材料Cu-HCIX对铵离子的吸附容量
5.4.4 复合材料Cu-HCIX对铵离子的吸附机理
5.4.5 复合材料Cu-HCIX对铵离子的固定床吸附
5.4.6 Cu-HCIX对铵离子的吸附选择性
5.4.7 溶液初始pH对Cu-HCIX吸附铵离子性能的影响
5.4.8 复合树脂材料Cu-HCIX的再生
5.4.9 HCIX凝胶-结合相的脱附性能
5.4.10 HCIX-DGT采集铵离子的有效性
5.4.11 溶液pH和离子强度对HCIX-DGT的影响
5.4.12 应用HCIX-DGT采集淡水水样中的铵离子
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读博士期间科研成果
致谢
本文编号：3166385
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