基于生物基吸附材料的设计合成与性能研究

发布时间：2023-02-12 18:05

　　20世纪以来,我国人口数量大幅度增长,采矿、冶炼、铅蓄电池、皮革及其制品、化学原料及其制品五大行业的工业化进程不断加快,工业污水和城市污水肆意排放,使得由重金属造成的土壤污染及水污染日趋严重。重金属污染就是由重金属过量累积引起的污染,即使痕量的重金属污染物进入人体也会对人体造成极大的危害。重金属污染已成为全球性重大环境问题,重金属污染防治一直是国际环保界的难点和研究热点。因此解决重金属水污染问题对人类的生活保障有着举足轻重的意义。本论文主要采用价格低廉、储量丰富的生物质材料作为为基体材料制备能够选择性吸附或者对多种金属离子有较好吸附性能的吸附剂。实验一通过体离子印迹技术使用聚多巴胺-聚乙烯亚胺改性的碳酸钙与海藻酸钠发生交联反应制备出一种新型铅离子印迹聚合物(Pb(Ⅱ)-IIP),并研究了离子印迹吸附剂与非离子印迹吸附剂(NIP)对废水中铅离子的吸附性能差异。通过间歇吸附试验系统的研究了p H、初始浓度、吸附时间等因素对吸附量的影响。实验结果显示,在p H为6的时候有最佳吸附效果,Pb(Ⅱ)-IIP与NIP最大吸附量分别为357.4和296.8 mg/g。经过5次循环试验之后仍有较高的吸...

【文章页数】：60 页

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摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 引言
        1.1.1 水污染的成因及危害
        1.1.2 重金属的化学性质及危害
    1.2 水污染中重金属离子的处理技术
    1.3 海藻酸钠和石墨相氮化碳简介
        1.3.1 海藻酸钠
        1.3.2 石墨相氮化碳
    1.4 聚多巴胺与聚乙烯亚胺简介
        1.4.1 聚多巴胺
        1.4.2 聚乙烯亚胺
    1.5 论文的选题背景及研究内容
        1.5.1 选题背景
        1.5.2 研究内容
            1.5.2.1 铅离子印迹聚合物(Pb(Ⅱ)-IIP)的制备及其对金属离子的吸附性能
            1.5.2.2 g-C₃N₄/SA的制备及其对Pb(Ⅱ),Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能
第二章 实验研究
    2.1 实验试剂
    2.2 实验设备
    2.3 表征手段
        2.3.1 傅里叶变换红外光谱表征(FTIR)
        2.3.2 材料的形貌结构表征(FESEM/EDX)
        2.3.3 原子吸收分光光度计(AAS)
        2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
    2.4 吸附材料的制备
        2.4.1 Pb(Ⅱ)-IIP的制备
        2.4.2 g-C₃N₄/SA的制备
    2.5 吸附实验数据计算
        2.5.1 间歇吸附实验
        2.5.2 选择性吸附实验
        2.5.3 可重用性实验
第三章 结果与讨论
    3.1 结合贻贝和海藻酸钠启发的策略设计新型离子印迹吸附剂(Pb(Ⅱ)-IIP)高效去除水中的铅离子
        3.1.1 Pb(Ⅱ)-IIP的组成结构表征
        3.1.2 溶液pH对Pb(Ⅱ)-IIP吸附效果的影响
        3.1.3 等温吸附研究
        3.1.4 吸附动力学研究
        3.1.5 Pb(Ⅱ)-IIP和NIP的选择性吸附研究
        3.1.6 Pb(Ⅱ)离子的吸附机理
        3.1.7 Pb(Ⅱ)-IIP的可重复使用性和稳定性
        3.1.8 小结
    3.2 海藻酸钠改性石墨氮化碳复合水凝胶(g-C₃N₄/SA)用于高效去除水中Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)
        3.2.1 g-C₃N₄/SA结构表征
        3.2.2 溶液pH对g-C₃N₄/SA吸附性能的影响
        3.2.3 等温吸附研究
        3.2.4 吸附动力学研究
        3.2.5 金属离子吸附机理研究
        3.2.6 g-C₃N₄/SA的循环使用性
        3.2.7 小结
第四章 论文总结与展望
    4.1 论文总结
    4.2 展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士期间发表的学术论文



本文编号：3741569