活性炭对水中乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚的吸附研究

发布时间：2017-05-06 10:02

  本文关键词：活性炭对水中乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚的吸附研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着世界经济水平不断发展,水污染问题引起了人们越来越多的关注,因为药物及个人护理品(PPCPs)残留在环境中的危害有激发环境激素毒性、内分泌干扰、微生物毒性效应和生物积累性,且不能被传统水处理工艺有效去除,使其成为当前研究热点问题,必须引起重视。PPCPs中的一大类解热镇痛消炎药是人类日常生活中应用最广泛,使用量最大的药物,水环境中残留的状况十分严重。为减少水环境中这类物质的残留,本文利用活性炭化学性质稳定、表面积大、孔隙多、孔径分布可控、可再生、高吸附容量和成本低操作简单等特点,采用动态吸附的方法,对水溶液中的阿司匹林(乙酰水杨酸ASP)和扑热息痛(对乙酰氨基酚PCTM)进行吸附试验,确定其最佳吸附条件及最优吸附模型。本文选取玉米秸秆活性炭和椰壳活性炭,并对其进行改性处理,借助傅立叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等对活性炭结构特性进行表征,考察孔隙结构和官能团与吸附性能的关系。用盐酸和氢氧化钠对秸秆活性炭及椰壳活性炭进行改性,并对PCTM做吸附试验,结果表明:吸附过程经历30min后基本达到平衡,符合一级动力学模型,更适合用Langmuir方程来进行描述,为吸热反应,盐酸改性活性炭的吸附效果最显著。但是盐酸改性后的秸秆活性炭的吸附率最高只有20%,盐酸改性后椰壳活性炭吸附率达到了80%。对玉米秸秆活性炭进行表征,比表面积及孔结构变化不大,只有红外光谱图表明含氧官能团增加,表明玉米秸秆活性炭的吸附效果不好。用硝酸和氢氧化钠对椰壳活性炭进行改性,并对ASP做吸附试验,结果表明:吸附过程符合二级动力学模型,更适合用Langmuir方程来进行描述,属于放热反应,降温有利于吸附,两种改性活性炭对ASP均有良好的吸附效果。表征说明改性的活性炭中的含氧官能团增多,改性后活性炭的电镜图、比表面积、孔径、孔容都有显著变化。
【关键词】：活性炭 乙酰水杨酸 对乙酰氨基酚 吸附 动力学
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;TQ424.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-23
• 1.1 PPCPs简介10-11
• 1.2 水中的微量医药品概述11-14
• 1.2.1 水中微量医药品简介及其危害11-12
• 1.2.2 水中微量医药品进入环境的途径12-14
• 1.3 水中解热镇痛类药物14-17
• 1.3.1 水中解热镇痛类药物的残留情况14-16
• 1.3.2 最常见解热镇痛药16-17
• 1.4 国内外含微量医药品水处理现状17-20
• 1.4.1 污水处理厂中水处理工艺的去除效果17-18
• 1.4.2 给水处理厂中常规水处理工艺的去除效果18-19
• 1.4.3 深度处理工艺的处理效果现状19-20
• 1.5 活性炭概述20-22
• 1.5.1 活性炭简介及结构20
• 1.5.2 活性炭改性及经济分析20-22
• 1.6 研究的意义及内容22-23
• 2 试验材料与方法23-33
• 2.1 试验材料23-25
• 2.1.1 目标药物及试验用活性炭材料的选择23-24
• 2.1.2 其它试验材料及所用仪器24-25
• 2.2 试验方法25-28
• 2.2.1 目标药物标准贮备液的配置及浓度测定的方法25-26
• 2.2.2 正交试验法研究活性炭对目标物吸附条件的选择26
• 2.2.3 吸附动力学研究26-27
• 2.2.4 吸附等温线测定27
• 2.2.5 吸附热力学的试验27
• 2.2.6 pH值的影响27
• 2.2.7 离子强度的影响27-28
• 2.3 活性炭的微观结构表征分析28-31
• 2.3.1 比表面积（BET）分析28-30
• 2.3.2 扫描电镜SEM分析30
• 2.3.3 傅里叶红外光谱分析30-31
• 2.4 方程的拟合31-33
• 2.4.1 吸附动力学的非线性拟合模型31
• 2.4.2 吸附等温线的非线性拟合31-33
• 3 玉米秸秆活性炭对PCTM的吸附效果研究33-44
• 3.1 对乙酰氨基酚标准曲线的测定33-34
• 3.2 玉米秸秆活性炭吸附PCTM的试验结果与讨论34-38
• 3.2.1 正交试验法研究玉米秸秆活性炭对PCTM吸附条件的选择34-35
• 3.2.2 吸附动力学研究35-37
• 3.2.3 吸附等温线研究37-38
• 3.3 玉米秸秆活性炭的表征38-43
• 3.3.1 红外图谱分析38-39
• 3.3.2 扫描电镜(SEM)和光学显微镜分析39-41
• 3.3.3 活性炭孔结构表征41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 椰壳活性炭对PCTM及ASP的吸附效果研究44-59
• 4.1 椰壳活性炭对PCTM的吸附效果研究44-48
• 4.1.1 吸附动力学研究44-45
• 4.1.2 吸附等温线研究45-46
• 4.1.3 吸附热力学研究46
• 4.1.4 pH的影响46-47
• 4.1.5 离子强度的影响47-48
• 4.2 椰壳活性炭对ASP的吸附效果研究48-54
• 4.2.1 乙酰水杨酸的标准曲线48-49
• 4.2.2 正交试验法研究活性炭对ASP吸附条件的选择49-50
• 4.2.3 吸附动力学研究50-51
• 4.2.4 吸附等温线研究51-52
• 4.2.5 吸附热力学研究52
• 4.2.6 pH的影响52-53
• 4.2.7 离子强度的影响53-54
• 4.3 椰壳活性炭的表征54-58
• 4.3.1 红外图谱分析54-55
• 4.3.2 扫描电镜(SEM)分析55-56
• 4.3.3 BET比表面积分析56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 结论与展望59-61
• 5.1 结论59-60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-71
• 攻读学位论文期间发表文章71-72
• 致谢72-73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄伟;贾艳秋;孙盛凯;;活性炭及其改性研究进展[J];化学工业与工程技术;2006年05期

2 孙康;蒋剑春;;国内外活性炭的研究进展及发展趋势[J];林产化学与工业;2009年06期

3 孙宝林;新型活性炭材料的特性及应用[J];劳动保护;1995年04期

4 孙艳;;活性炭制备现状及其研究进展[J];中国资源综合利用;2014年01期

5 韩相理;芦春梅;;净美兼具——活性炭工艺品材料和功能初探[J];美术大观;2014年01期

6 魏娜,赵乃勤,贾威;活性炭的制备及应用新进展[J];材料科学与工程学报;2003年05期

7 李梦青,王新征,居荫轩,郑永丽;钙催化活化制备活性炭的研究进展[J];河北工业大学学报;2003年03期

8 王鹏,张海禄;表面化学改性吸附用活性炭的研究进展[J];炭素技术;2003年03期

9 崔静,赵乃勤,李家俊;活性炭制备及不同品种活性炭的研究进展[J];炭素技术;2005年01期

10 窦智峰;姚伯元;;高性能活性炭制备技术新进展[J];海南大学学报(自然科学版);2006年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 侯春燕;王公应;冯良荣;;活性炭载体改性进展[A];第六届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2009年

2 黄伟容;肖泽辉;;活性炭的成型、废气处理中的应用及发展前景[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年

3 范武波;尹华强;郭家秀;;活性炭改性方法研究[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集（第三卷）[C];2012年

4 厉嘉云;马磊;卢春山;李小年;;处理方法对活性炭载体及负载钯催化剂性能的影响[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年

5 苗婷;周朝华;严春晓;程振兴;;活性炭在军事领域的应用[A];公共安全中的化学问题研究进展（第三卷）[C];2013年

6 陈翠兰;张本山;高凌云;李芬芬;周雪;;吸附剂活性炭的制备与在处理废水中的应用[A];2010第二届中国食品安全高峰论坛论文集[C];2010年

7 汤华民;李江存;舒一兰;;活性炭材料在空气净化中的应用[A];公共安全中的化学问题研究进展（第二卷）[C];2011年

8 代晓东;刘欣梅;钱岭;张建;阎子峰;;天然气吸附用活性炭制备的放大试验研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年

9 蔡芬芬;朱义年;梁美娜;;活性炭改性的研究进展及其应用[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集（上卷）[C];2008年

10 侯敏;刘力;王璐;梁海潮;邓正华;;氧化剂(NH_4)_2S_2O_8处理活性炭对储能性能的影响[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 本报记者 明 江;“漂亮”的治污杀手[N];中国商报;2004年

2 何应松;净化室内空气“黑钻金乌碳”是一绝[N];中华建筑报;2004年

3 黄宇;为了人们饮水健康[N];中国信息报;2010年

4 本报记者 张辉　林泽攀 王建兰;让产品更好地满足市场高品质需求[N];中国绿色时报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王玉新;毛竹活性炭的制备及其应用研究[D];天津大学;2007年

2 解立平;城市固体有机废弃物制备活性炭的研究[D];中国科学院研究生院（过程工程研究所）;2003年

3 代晓东;石油焦基活性炭的制备、修饰与应用基础研究[D];中国石油大学;2008年

4 孙康;果壳活性炭孔结构定向调控及应用研究[D];中国林业科学研究院;2012年

5 杨继亮;活性炭在卷烟滤嘴及烟草加工废水中的应用[D];南京林业大学;2013年

6 陈云;活性炭及其改性催化剂应用于碘化氢分解的性能及机理研究[D];浙江大学;2010年

7 王静;湿生植物基活性炭的制备、表征及其对重金属镍离子吸附性能的研究[D];山东大学;2014年

8 邹学权;水处理用活性炭的微波改性与再生[D];浙江大学;2008年

9 杨坤彬;物理活化法制备椰壳基活性炭及其孔结构演变[D];昆明理工大学;2010年

10 张利波;烟杆基活性炭的制备及吸附处理重金属废水的研究[D];昆明理工大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赖奕坚;成型活性炭的银离子吸附研究[D];上海交通大学;2009年

2 苗东旭;玉米芯基活性炭的制备及其对二价锌离子吸附性能的研究[D];河北大学;2014年

3 崔颖;以芦苇为原料多种活性炭材料的制备及其吸—脱附性能研究[D];天津理工大学;2015年

4 张双双;活性炭改性对气相污染物甲醛及氨吸附去除影响的研究[D];东北林业大学;2015年

5 王勇;无患子残渣活性炭制备及其吸附性能的研究[D];福建师范大学;2015年

6 王大龙;配煤法烟气脱硫活性炭的制备研究[D];中国矿业大学;2015年

7 黄珊珊;HyperCoal基活性炭制备双电层电容器电极的研究[D];中国矿业大学;2015年

8 曾乐;聚酰亚胺基活性炭的制备及性能的研究[D];大连理工大学;2015年

9 侯德粉;活性炭改性及其对含氢混合气吸附性能的研究[D];大连理工大学;2015年

10 张微;碱活化石油焦制备活性炭过程中插层钾的脱插研究[D];大连理工大学;2015年

  本文关键词：活性炭对水中乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚的吸附研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：348164