功能化多孔碳材料的可控制备及分离抗生素性能的研究
发布时间：2020-12-09 17:59
随着社会经济的快速发展,人类赖以生存的生态环境遭到了严重的破环,其中地表水污染的问题与人类生命活动密切相关,成为全球范围的重要环境问题之一。近年来,抗生素污染问题产生的后果在各个国家初现端倪,探索高效率的抗生素污染处理方式已经成为研究的焦点。多孔碳材料具有丰富的微观孔构造和良好的物理化学性质,在吸附、能源储存、药物传递与释放、电催化等方面具有良好的应用前景。本论文使用氮掺杂法制备多种功能化多孔碳材料,并对其吸附行为进行探索性的研究。本论文的主要研究内容包括以下三部分:1)使用改进的St?ber法制备形状规则、粒径均匀的掺氮碳球（NCS）并应用于吸附抗生素头孢氨苄。六次甲基四胺（HMT）作为碳源和氮源,在合成过程中,HMT热解产生的甲醛和间苯二酚在氨的催化下发生聚合形成碳球,同时实现了原位氮掺杂。得到的NCS具有极规则的形貌、高比表面积和合适的氮掺杂。将NCS作为吸附剂对头孢氨苄进行吸附测试,利用吸附平衡、吸附热力学和动力学对其吸附行为进行数据分析,研究其吸附行为。2)采用“一步法”策略制备出了掺氮介孔碳球（NMC）并用于吸附头孢氨苄。本实验使用六次甲基四胺（HMT）为唯一碳源、氮源,正...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NCS的合成路线及检测头孢氨苄机理示意图;
甲醛在氨提供的碱性环境下发生了聚合，生成了均匀规则的树脂球，经过碳化分离得到了掺氮碳球，并研究了其对头孢氨苄的吸附行为。3.2 功能化碳球的制备参考已报道的文献并进行了合理设计，我们利用改进的 St ber 法合成了表面规则、粒径均匀的掺氮碳球（NCS）。具体的制备过程如下:将0.5 g间苯二酚和1.28 gHMT依次加入到 6 ml 乙醇和 14 ml 水的混合溶剂中。随后，混合物被冷凝回流加热到 85oC，并持续加热 24h。反应结束后将得到的砖红色混合物 8000 r/s 离心 3 min 后，在 60oC下干燥过夜得到黑色粉末状样品。之后将样品放入碳化炉中并通入氮气，以 2oC/min升温速率升到 800oC 并在此温度下保持 3 h，得到黑色粉末状的 NCS。3.3 实验结果与表征分析
功能化介孔碳球的制备NCS 制备的过程主要分为两个步骤：将 7.71 g 水和 0.51 g CTAB 加入到盛有 1去离子水的三口瓶中并配备冷凝回流装置和温度控制器，在 27oC 下搅拌 30 min，将 2.8 mLTEOS 加入到体系中，整个体系升温至 85oC 反应 24 h。将得到的乳混合物溶液趁热过滤，并置于 60oC 的烘箱中干燥 12h 得到树脂-二氧化硅复合然后，将得到的白色粉末状复合物放置在石英管内的石英舟中，以低流速将氮入到石英管中起到保护作用。将氮气以低流速通入炉内起到惰性气体和载气的，以 3oC/min 的升温速率将定碳炉加热到 600oC，并在此温度中保持 3 h，降至后将获得的样品浸渍在 HF（10 wt%）溶液中，用于去除二氧化硅。最后，将得产物用去离子水和乙醇洗涤三次，并在 60oC 下干燥 24 h 以获得 NCS。其中C-x 中，“x”为 TEOS 与 HMT 的投料质量比。 实验结果与表征分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]重金属离子存在下磁性多壁碳纳米管吸附水中抗生素的研究[J]. 王超,刘建明,熊振湖. 天津城建大学学报. 2015(05)
[2]多孔碳材料的模板法制备、活化处理及储能应用[J]. 王焕磊,高秋明. 高等学校化学学报. 2011(03)
[3]家居装修与人体健康[J]. 曹圣华. 中国资源综合利用. 2009(11)
[4]水环境中药物污染及迁移转化行为研究进展[J]. 王朋华,袁涛,谭佑铭. 环境科学与技术. 2008(09)
[5]复合好氧生物法处理高质量浓度抗生素废水[J]. 黄华山,祁佩时,刘云芝,丁雷,韩洪彬. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2008(01)
[6]抗生素残留对农产品安全与生态环境的影响[J]. 王丽平,顾国平,章明奎. 安徽农学通报. 2007(02)
[7]浅析苯酚对环境的污染[J]. 斯琴高娃,乌云,田艳飞. 内蒙古石油化工. 2006(12)
[8]水污染与人类[J]. 张素贞,陈臻. 甘肃科技. 2005(05)
[9]介孔无机固体材料的合成、特性和应用前景[J]. 吴越,刘持标. 石油化工. 1998(03)
博士论文
[1]湿地植物基高含氮活性炭制备工艺及其去除重金属的研究[D]. 郭子彰.山东大学 2018
[2]基于污水中抗生素残留去除的选择性吸附和降解及机理研究[D]. 马威.江苏大学 2016
[3]多孔碳基材料的可控制备及其高效分离抗生素行为和机理研究[D]. 戴江栋.江苏大学 2016
[4]炭气凝胶及其改性材料对重金属离子吸附的研究[D]. 肖正辉.合肥工业大学 2014
[5]微纳米空心结构的微乳两相法制备及其性能研究[D]. 蒋登辉.上海交通大学 2012
[6]γ辐射还原法制备钴镍及其复合吸波材料[D]. 赵弘韬.哈尔滨工业大学 2011
[7]固体吸附剂脱除燃煤烟气汞的实验与机理研究[D]. 赵鹏飞.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]基于介孔材料检测头孢氨苄及其吸附性能研究[D]. 张洪亮.河北科技大学 2018
[2]有机物料对Pb2+的吸附特性及对铅污染麦田的修复效应[D]. 陈静雯.河南师范大学 2017
[3]功能化多孔碳材料的制备及其应用研究[D]. 李云倩.河北科技大学 2017
[4]基于石墨烯的超级电容器的制备及其电性能研究[D]. 尹传明.湘潭大学 2016
[5]掺氮介孔碳材料的制备及其吸附性能研究[D]. 孙会岭.郑州大学 2016
[6]镉、土霉素复合污染土壤的植物—微生物联合修复及其强化措施研究[D]. 陈宁.沈阳大学 2016
[7]三维多孔石墨烯复合材料的气泡模板制备方法及其电化学性能研究[D]. 杨晓青.东南大学 2015
[8]改性热解炭对水体中染料和有机物吸附研究[D]. 周秀丽.郑州大学 2015
[9]多级孔碳材料的制备与表征[D]. 王岩岩.河北科技大学 2014
[10]碳负载金属粒子催化剂的合成及应用[D]. 朱小娟.上海师范大学 2014
本文编号：2907256
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NCS的合成路线及检测头孢氨苄机理示意图;
甲醛在氨提供的碱性环境下发生了聚合，生成了均匀规则的树脂球，经过碳化分离得到了掺氮碳球，并研究了其对头孢氨苄的吸附行为。3.2 功能化碳球的制备参考已报道的文献并进行了合理设计，我们利用改进的 St ber 法合成了表面规则、粒径均匀的掺氮碳球（NCS）。具体的制备过程如下:将0.5 g间苯二酚和1.28 gHMT依次加入到 6 ml 乙醇和 14 ml 水的混合溶剂中。随后，混合物被冷凝回流加热到 85oC，并持续加热 24h。反应结束后将得到的砖红色混合物 8000 r/s 离心 3 min 后，在 60oC下干燥过夜得到黑色粉末状样品。之后将样品放入碳化炉中并通入氮气，以 2oC/min升温速率升到 800oC 并在此温度下保持 3 h，得到黑色粉末状的 NCS。3.3 实验结果与表征分析
功能化介孔碳球的制备NCS 制备的过程主要分为两个步骤：将 7.71 g 水和 0.51 g CTAB 加入到盛有 1去离子水的三口瓶中并配备冷凝回流装置和温度控制器，在 27oC 下搅拌 30 min，将 2.8 mLTEOS 加入到体系中，整个体系升温至 85oC 反应 24 h。将得到的乳混合物溶液趁热过滤，并置于 60oC 的烘箱中干燥 12h 得到树脂-二氧化硅复合然后，将得到的白色粉末状复合物放置在石英管内的石英舟中，以低流速将氮入到石英管中起到保护作用。将氮气以低流速通入炉内起到惰性气体和载气的，以 3oC/min 的升温速率将定碳炉加热到 600oC，并在此温度中保持 3 h，降至后将获得的样品浸渍在 HF（10 wt%）溶液中，用于去除二氧化硅。最后，将得产物用去离子水和乙醇洗涤三次，并在 60oC 下干燥 24 h 以获得 NCS。其中C-x 中，“x”为 TEOS 与 HMT 的投料质量比。 实验结果与表征分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]重金属离子存在下磁性多壁碳纳米管吸附水中抗生素的研究[J]. 王超,刘建明,熊振湖. 天津城建大学学报. 2015(05)
[2]多孔碳材料的模板法制备、活化处理及储能应用[J]. 王焕磊,高秋明. 高等学校化学学报. 2011(03)
[3]家居装修与人体健康[J]. 曹圣华. 中国资源综合利用. 2009(11)
[4]水环境中药物污染及迁移转化行为研究进展[J]. 王朋华,袁涛,谭佑铭. 环境科学与技术. 2008(09)
[5]复合好氧生物法处理高质量浓度抗生素废水[J]. 黄华山,祁佩时,刘云芝,丁雷,韩洪彬. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2008(01)
[6]抗生素残留对农产品安全与生态环境的影响[J]. 王丽平,顾国平,章明奎. 安徽农学通报. 2007(02)
[7]浅析苯酚对环境的污染[J]. 斯琴高娃,乌云,田艳飞. 内蒙古石油化工. 2006(12)
[8]水污染与人类[J]. 张素贞,陈臻. 甘肃科技. 2005(05)
[9]介孔无机固体材料的合成、特性和应用前景[J]. 吴越,刘持标. 石油化工. 1998(03)
博士论文
[1]湿地植物基高含氮活性炭制备工艺及其去除重金属的研究[D]. 郭子彰.山东大学 2018
[2]基于污水中抗生素残留去除的选择性吸附和降解及机理研究[D]. 马威.江苏大学 2016
[3]多孔碳基材料的可控制备及其高效分离抗生素行为和机理研究[D]. 戴江栋.江苏大学 2016
[4]炭气凝胶及其改性材料对重金属离子吸附的研究[D]. 肖正辉.合肥工业大学 2014
[5]微纳米空心结构的微乳两相法制备及其性能研究[D]. 蒋登辉.上海交通大学 2012
[6]γ辐射还原法制备钴镍及其复合吸波材料[D]. 赵弘韬.哈尔滨工业大学 2011
[7]固体吸附剂脱除燃煤烟气汞的实验与机理研究[D]. 赵鹏飞.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]基于介孔材料检测头孢氨苄及其吸附性能研究[D]. 张洪亮.河北科技大学 2018
[2]有机物料对Pb2+的吸附特性及对铅污染麦田的修复效应[D]. 陈静雯.河南师范大学 2017
[3]功能化多孔碳材料的制备及其应用研究[D]. 李云倩.河北科技大学 2017
[4]基于石墨烯的超级电容器的制备及其电性能研究[D]. 尹传明.湘潭大学 2016
[5]掺氮介孔碳材料的制备及其吸附性能研究[D]. 孙会岭.郑州大学 2016
[6]镉、土霉素复合污染土壤的植物—微生物联合修复及其强化措施研究[D]. 陈宁.沈阳大学 2016
[7]三维多孔石墨烯复合材料的气泡模板制备方法及其电化学性能研究[D]. 杨晓青.东南大学 2015
[8]改性热解炭对水体中染料和有机物吸附研究[D]. 周秀丽.郑州大学 2015
[9]多级孔碳材料的制备与表征[D]. 王岩岩.河北科技大学 2014
[10]碳负载金属粒子催化剂的合成及应用[D]. 朱小娟.上海师范大学 2014
本文编号：2907256
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