功能化改性木屑材料的制备及其吸附/光催化性能研究
发布时间：2021-10-26 17:11
近年来,水中频繁出现的内分泌干扰物（EDCs）与重金属引起了人们对水环境生态安全和饮用水水质安全的担忧。采用高效吸附技术去除水中EDCs和重金属具有简便易行的特点。其中,源于农林废弃物的生物质吸附剂具有来源广泛、功能团丰富、易于改性、价格低廉等特点,相较活性炭等传统吸附材料具有明显的优势。故本文研究柠檬酸/环糊精改性后的吸附材料与几种典型污染物（铜离子、染料、酚类化合物双酚A（BPA）等）的吸附过程及机理,评价了生物质改性吸附材料去除这些污染物的可行性,并侧重于探讨环糊精包结对改性材料吸附和光催化再生效能的影响。本文重点从改性农林生物质材料的改性制备、污染物吸附性能及光催化三个方面进行研究,取得了以下结果：首先,论文对高效生物质吸附材料的制备进行了研究,包括改性基体选择和预处理方式优化。发现经碱预处理后的木屑（B-PS）便于后续吸附和改性；采用柠檬酸对B-PS进行酯化改性,优化改性条件后制得柠檬酸改性木屑（CA-PS）,并对其进行了红外光谱分析和元素分析等表征。与B-PS相比,CA-PS表面羧基含量增多,有利于对铜离子和亚甲基蓝（MB）的吸附。随后考察了CA-PS和B-PS对代表性金属...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１污染物吸附方面的文献调研结果（源于ＳｃｉＦｉｎｄｅｒ）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｐａｐｅｒｓ?ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ?ｗｈｉｃｈ?ａｒｅ?ｉ＊ｅｌａｔｅｄ?ｗｉｔｈ?化ｅ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?化ｗａｒｄｓ?ｔｏ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｐｏＵｕ化ｎｔｓ??（Ｄａｔａ?ａ行ｅｒ?ｓｅａｒｃｈ?ｉｎ?ＳｃｉＦｉｎｄｅｒ）??
图１．２生物质吸附材料吸附污染物的过程??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｏｒ?化ｅ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏ打?ｏｆ?ｐｏｌｌｕｔａｎｔ?ｂｙ?ｂｉｏ－ａｄｓｏｒｂｅｎｔ??生物吸附材料对污染物的吸附涉及Ｗ下四个步驟（如图１．２所示）：（１）外扩散即??污染物从溶液迁移到吸附剂的表面；（２）薄膜扩散（表面吸附）即污染物通过边界层向??吸附剂表面扩散；（３）孔扩散或内扩散即污染物从表面到内颗粒空隙中的运输；（４）化??学吸附即污染物通过氨键、离子交换、络合或塾合作用与材料表面的活性位点结合。下??面分别从重金属、染料和有机污染物Ｈ方面进行阐述。??１．４．１重金属吸附机理??生物质吸附材料对重金属离子有很好的吸附效果，主要是由于生物质吸附材料中含??有的官能团（－ＣＯＯＨ、－ＮＨ２、－０Ｈ、－Ｃ０ＮＨ２、－ＳＨ、－０ＣＨ３等）可Ｗ通过离子交换、配??位、整合等作用吸附重金属离子，另外表面吸附和孔隙吸附也能贡献一定的吸附量（如??图１．３所示）。一般认为，生物质吸附材料对重金属离子的吸附力主耍为化学键力和静??电引力，官能团中的氮、氧、磯、硫等原子都可与金属粒子配位络合，例如存在于树木??的树皮和果实中的单宁，是＾种多酪类化合物，含有多个邻位龄控基结构，能够络合重??金属离子（如图１．４所示）。另外，生物质吸附剂吸附重金属离子的同时，通常伴随有??其它离子的释放，此现象抢证了离子交换机理的存在。部分生物质吸附材料能够同时吸??附多种重金属离子
主要包括二元幾酸（玻巧酸、谷氨酸和顺式Ｔ帰二酸）、Ｈ元綾酸（梓樣酸）、四元幾酸??（Ｔ烧四綾酸和乙二胺四乙酸）。改性后木屑材料的吸附性能Ｗ及多元縷酸的结构式如??图２．４所示。从图２．４中可看出，六种多元綾酸含有不同数量的幾基，结构式存在一??
【参考文献】：
期刊论文
[1]环糊精及其衍生物催化的有机反应[J]. 洪诗斌,刘梦艳,张薇,邓维. 有机化学. 2015(02)
[2]季铵化改性木屑纤维素的制备及对氟离子的吸附研究[J]. 钱晓荣,王连军,冒爱荣,朱志祥. 环境污染与防治. 2009(10)
[3]环糊精对Fe（Ⅲ）引发双酚A光降解的影响[J]. 刘延湘,张旭,吴峰,邓南圣. 环境科学. 2008(03)
[4]化学修饰β-环糊精接枝壳聚糖及其对水溶液中酚的吸附[J]. 陈晓青,喻红竹,曹佐英. 中南大学学报(自然科学版). 2007(01)
[5]β-环糊精促进双酚A光催化降解[J]. 王光辉,吴峰,邓南圣. 水处理技术. 2006(09)
[6]HPCD对甲基对硫磷的增溶、洗脱与光降解[J]. 钟宁,曾清如,廖柏寒,刘嫦娥,周细红. 中国环境科学. 2005(01)
[7]纤维素纤维接枝β-环糊精的合成及其富集金属离子研究[J]. 万军民,胡智文,陈文兴,陈海相,余志成. 高分子学报. 2004(04)
本文编号：3459884
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１污染物吸附方面的文献调研结果（源于ＳｃｉＦｉｎｄｅｒ）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｐａｐｅｒｓ?ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ?ｗｈｉｃｈ?ａｒｅ?ｉ＊ｅｌａｔｅｄ?ｗｉｔｈ?化ｅ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?化ｗａｒｄｓ?ｔｏ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｐｏＵｕ化ｎｔｓ??（Ｄａｔａ?ａ行ｅｒ?ｓｅａｒｃｈ?ｉｎ?ＳｃｉＦｉｎｄｅｒ）??
图１．２生物质吸附材料吸附污染物的过程??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｏｒ?化ｅ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏ打?ｏｆ?ｐｏｌｌｕｔａｎｔ?ｂｙ?ｂｉｏ－ａｄｓｏｒｂｅｎｔ??生物吸附材料对污染物的吸附涉及Ｗ下四个步驟（如图１．２所示）：（１）外扩散即??污染物从溶液迁移到吸附剂的表面；（２）薄膜扩散（表面吸附）即污染物通过边界层向??吸附剂表面扩散；（３）孔扩散或内扩散即污染物从表面到内颗粒空隙中的运输；（４）化??学吸附即污染物通过氨键、离子交换、络合或塾合作用与材料表面的活性位点结合。下??面分别从重金属、染料和有机污染物Ｈ方面进行阐述。??１．４．１重金属吸附机理??生物质吸附材料对重金属离子有很好的吸附效果，主要是由于生物质吸附材料中含??有的官能团（－ＣＯＯＨ、－ＮＨ２、－０Ｈ、－Ｃ０ＮＨ２、－ＳＨ、－０ＣＨ３等）可Ｗ通过离子交换、配??位、整合等作用吸附重金属离子，另外表面吸附和孔隙吸附也能贡献一定的吸附量（如??图１．３所示）。一般认为，生物质吸附材料对重金属离子的吸附力主耍为化学键力和静??电引力，官能团中的氮、氧、磯、硫等原子都可与金属粒子配位络合，例如存在于树木??的树皮和果实中的单宁，是＾种多酪类化合物，含有多个邻位龄控基结构，能够络合重??金属离子（如图１．４所示）。另外，生物质吸附剂吸附重金属离子的同时，通常伴随有??其它离子的释放，此现象抢证了离子交换机理的存在。部分生物质吸附材料能够同时吸??附多种重金属离子
主要包括二元幾酸（玻巧酸、谷氨酸和顺式Ｔ帰二酸）、Ｈ元綾酸（梓樣酸）、四元幾酸??（Ｔ烧四綾酸和乙二胺四乙酸）。改性后木屑材料的吸附性能Ｗ及多元縷酸的结构式如??图２．４所示。从图２．４中可看出，六种多元綾酸含有不同数量的幾基，结构式存在一??
【参考文献】：
期刊论文
[1]环糊精及其衍生物催化的有机反应[J]. 洪诗斌,刘梦艳,张薇,邓维. 有机化学. 2015(02)
[2]季铵化改性木屑纤维素的制备及对氟离子的吸附研究[J]. 钱晓荣,王连军,冒爱荣,朱志祥. 环境污染与防治. 2009(10)
[3]环糊精对Fe（Ⅲ）引发双酚A光降解的影响[J]. 刘延湘,张旭,吴峰,邓南圣. 环境科学. 2008(03)
[4]化学修饰β-环糊精接枝壳聚糖及其对水溶液中酚的吸附[J]. 陈晓青,喻红竹,曹佐英. 中南大学学报(自然科学版). 2007(01)
[5]β-环糊精促进双酚A光催化降解[J]. 王光辉,吴峰,邓南圣. 水处理技术. 2006(09)
[6]HPCD对甲基对硫磷的增溶、洗脱与光降解[J]. 钟宁,曾清如,廖柏寒,刘嫦娥,周细红. 中国环境科学. 2005(01)
[7]纤维素纤维接枝β-环糊精的合成及其富集金属离子研究[J]. 万军民,胡智文,陈文兴,陈海相,余志成. 高分子学报. 2004(04)
本文编号：3459884
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