天然粘土矿物的有机改性及其对阴离子型PPCPs的吸附研究

发布时间：2023-02-18 15:31

　　药物和个人防护品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)在环境中的残留问题在全球范围内都普遍存在,其中以抗生素和抗炎药类药物检出频率最高。如何高效、深度处理水体中PPCPs污染成为了全球环境领域科学家的热点及难点议题。粘土吸附法是一种成本低、可行性高的PPCPs治理方法。然而,天然粘土矿物表面一般带负电,这种结构特点决定了其对阳离子型PPCPs具有较好的吸附效果,而对阴离子型抗炎药物双氯芬酸钠(diclofenac sodium,DS)、氯霉素(chloramphenicol,CAP)的吸附效果较差。因此,对粘土矿物进行有机改性,以改变其表面电荷,并研究其对典型阴离子型药物DS、CAP的吸附去除是非常紧要和迫切的。本文研究了有机改性天然粘土矿物对阴离子型药物DS、CAP的吸附行为,经有机阳离子改性的粘土矿物对阴离子型药物DS、CAP的吸附性能大大提高。(1)研究了天然粘土矿物沸石、高岭石、蒙脱石及伊利石对阴离子型抗炎DS的吸附行为和机理。实验结果表明,未改性的这4种天然矿物对DS的吸附能力较弱。采用典型有机阳离子改性剂十六烷基...

【文章页数】：114 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 PPCPs的污染以及国内外处理技术现状
        1.1.1 PPCPs的概念及分类
        1.1.2 PPCPs的污染现状
        1.1.3 PPCPs的处理技术
    1.2 粘土矿物对PPCPs的吸附研究进展
        1.2.1 常见天然粘土矿物的结构特征
        1.2.2 天然粘土矿物对PPCPs的吸附研究进展
    1.3 有机改性粘土矿物对PPCPs的研究进展
        1.3.1 有机改性粘土矿物的制备
        1.3.2 有机改性粘土矿物的表征技术
        1.3.3 改性剂与粘土矿物表面反应的研究
        1.3.4 有机改性粘土矿物对PPCPs的吸附研究
    1.4 研究背景、目的及意义
    1.5 研究内容与技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
2 CTAB改性天然粘土矿物对阴离子型PPCPs的吸附研究
    2.1 4种CTAB改性矿物的制备和吸附方法
    2.2 4种CTAB改性矿物对DS的吸附和机理
        2.2.1 CTAB改性沸石对DS的吸附和机理
        2.2.2 CTAB改性高岭石对DS的吸附和机理
        2.2.3 CTAB改性蒙脱石对DS的吸附和机理
        2.2.4 改性伊利石对DS的吸附特性
    2.3 本章小结
3 离子液体改性天然粘土矿物对阴离子型PPCPs的吸附研究
    3.1 3种阳离子改性矿物的制备和吸附实验方法
    3.2 3种离子液体改性矿物对CAP的吸附和机理
        3.2.1 离子液体改性沸石对CAP的吸附和机理
        3.2.2 改性蒙脱石对CAP的吸附特性
        3.2.3 改性伊利石对CAP的吸附特性
    3.3 本章小结
4 有机改性天然粘土矿物吸附阴离子型PPCPs的分子动力学模拟
    4.1 Materials Studio建模
        4.1.1 粘土矿物结构建模
        4.1.2 表面活性剂结构建模
        4.1.3 PPCPs结构建模
    4.2 沸石表面吸附阳离子型表面活性剂及PPCPs的分子动力学模拟
        4.2.1 分子力场、分子动力学模块及参数设置
        4.2.2 结果与讨论
    4.3 高岭石表面吸附阳离子型表面活性剂及PPCPs的分子动力学模拟
        4.3.1 分子力场、分子动力学模块及参数设置
        4.3.2 结果与讨论
    4.4 蒙脱石表面吸附阳离子型表面活性剂及PPCPs的分子动力学模拟
        4.4.1 分子力场、分子动力学模块及参数设置
        4.4.2 结果与讨论
    4.5 本章小结
5 改性沸石、蒙脱石动态吸附实验
    5.1 实验装置
    5.2 实验方法
    5.3 CTAB改性沸石、蒙脱石吸附DS实验
    5.4 离子液体改性沸石、蒙脱石吸附CAP实验
    5.5 本章小结
6 结论及展望
    6.1 结论
    6.2 研究特色
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3745231