發(fā)布時間：2018-01-13 15:07

  本文關鍵詞：三種有機物對納米銀在飽和多孔介質中沉降釋放過程的影響　出處：《四川農業(yè)大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 納米銀 飽和多孔介質 有機物 遷移 柱實驗 沉降釋放

【摘要】：由于納米銀擁有良好的催化、導電、傳感及廣譜抗菌活性,被廣泛應用于醫(yī)療、食品、紡織、化妝品、水質凈化等領域。隨著納米銀的大量使用,其在生產、使用以及廢棄過程中,難免會以“三廢”的形式進入環(huán)境,并最終進入到地下水中。地下水的健康狀況直接影響到人類生命安全。已有研究報道,納米銀對植物、細菌等將產生不同程度的毒副作用,并可能對人體產生肝毒性、腎毒性、神經毒性等毒性反應。而納米銀毒性效應的發(fā)揮與其在環(huán)境中的遷移能力有直接的聯(lián)系。地下水有機物對納米銀的遷移有著復雜的影響機制,會改變污染域的尺寸與分布形狀,使得預測納米銀對地下水生態(tài)環(huán)境的影響極具挑戰(zhàn)性。不同有機物對納米銀遷移能力的影響機制不同,系統(tǒng)評價典型環(huán)境有機物對納米銀沉降釋放等關鍵遷移過程的控制作用,對飲用淡水、水生生態(tài)環(huán)境及水質保護均具有重要意義。本文選取聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone,PVP)涂層包覆的納米銀顆粒(PVP-Ag NPs)為研究對象,探索其在石英砂(Quartz sand,QS)及鐵氧化物涂層砂(Iron-oxide-coated sand,IOCS)中的吸附遷移特性和相關作用機制,并通過靜態(tài)混合實驗及動態(tài)柱實驗重點考察了N-乙酰-L-半胱氨酸(N-Acetyl-L-Cysteine,NAC)、十二烷基苯磺酸鈉(Sodium dodecylbenzenesulphonate,SDBS)、乙二胺四乙酸(Ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)對納米銀在飽和多孔介質中沉降釋放過程的影響,得到的主要研究結果如下：(1)納米銀在多孔介質中的沉降過程受納米銀內核(Ag core)及PVP涂層共同控制,以PVP涂層的控制作用為主。石英砂帶負電,與同樣帶負電的納米銀內核相互排斥,但納米銀可通過PVP涂層與石英砂表面的Si-O-H鍵連而發(fā)生不可逆沉積；鐵氧化物涂層砂帶正電,與納米銀內核相互吸引,但由于鐵氧化物涂層減少了供PVP鍵連的石英砂表面,使納米銀沉降效率降低,并且由于靜電相互作用產生的沉積是可逆的,所以沉積在鐵氧化物表面的納米銀會因為溶液的化學擾動而發(fā)生釋放。(2)含硫的有機物SDBS/NAC與絡合劑EDTA均能破壞納米銀與聚合物涂層之間的鍵連,使納米銀與涂層分離,粒徑減小。但由于SDBS/NAC/EDTA均無法使納米銀表面的涂層完全脫落,所以涂層剝離機制并不能引起沉降在多孔介質表面納米銀的釋放。(3)SDBS/NAC可誘導沉降在鐵氧化物涂層砂(可逆沉降)表面納米銀的釋放。其釋放機理為SDBS/NAC通過吸附至鐵氧化物涂層表面,中和甚至逆轉介質表面電性,增強雙電層排斥力,從而誘發(fā)納米銀的釋放行為。(4)表面活性劑的膠束結構有利于提高SDBS對介質表面的電性調節(jié)能力,提高納米銀的釋放效率。同時,膠束態(tài)SDBS比分子態(tài)SDBS更能有效阻塞多孔介質表面供納米銀吸附的點位,使其沉降效率降低。
[Abstract]:Due to its good catalytic, conductive, sensing and broad-spectrum antibacterial activity, nano-silver has been widely used in medical, food, textile, cosmetics, water purification and other fields. In the process of use and waste, it is inevitable to enter the environment in the form of "three wastes" and eventually into the groundwater. The health of groundwater directly affects the safety of human life. Nano-silver will produce toxic side effects to plants, bacteria and so on, and may produce hepatotoxicity and nephrotoxicity to human body. Neurotoxicity and other toxic reactions. The toxic effects of silver nanoparticles are directly related to their ability to transport in the environment. Groundwater organic matter has a complex mechanism of influence on the migration of silver nanoparticles. It will change the size and distribution of the pollution zone, which makes it very challenging to predict the impact of nano-silver on the groundwater ecological environment. Different organic matter has different influence mechanism on the migration ability of nano-silver. The effects of organic compounds in typical environment on the key migration processes such as the deposition and release of silver nanoparticles were systematically evaluated, and the effects of organic compounds on drinking fresh water were also systematically evaluated. In this paper, polyvinylpyrrolidone (Polyvinylpyrrolidone) is selected as a kind of polyvinylpyrrolidone. PVP coated silver nanoparticles (PVP-Ag NPs) were investigated in quartz sand Quartz sand. QS) and Iron-oxide-coated and IOCSs (Iron-oxide-coated and IOCSs). The N-Acetyl-L-Cysteine NAC (N-Acetyl-L-Cysteine NAC) was investigated by static mixing experiment and dynamic column experiment. Sodium dodecyl benzenesulphonate (SDBs). The effect of ethylenediaminetetraacetic EDTAA on the deposition and release of silver nanoparticles in saturated porous media. The main results obtained are as follows: (1) the deposition process of silver nanoparticles in porous media is controlled by Ag core (Ag core) and PVP coating. The control effect of PVP coating is dominant. The quartz sand belt has negative charge, and the nano-silver core with the same negative charge repel each other. However, the silver nanoparticles can be deposited irreversibly by the Si-O-H bond on the quartz sand surface through the PVP coating. The positive charge of the iron oxide coated belt is attracted to the nano-silver core, but the deposition efficiency of the nano-silver is decreased because the iron oxide coating reduces the quartz sand surface for PVP bond connection. And the deposition due to electrostatic interaction is reversible. Therefore, nano-silver deposited on the surface of iron oxides will be released as a result of the chemical disturbance of the solution. Both sulfur-containing organic matter SDBS/NAC and complex agent EDTA can destroy the bond between nano-silver and polymer coating. The nano-silver was separated from the coating, and the particle size decreased, but the coating on the surface of nano-silver could not be completely removed because of SDBS/NAC/EDTA. Therefore, the mechanism of coating stripping can not cause the release of silver nanoparticles on porous media surface. SDBs / NAC can induce deposition in iron oxide coated sand (reversible deposition). The release mechanism of silver nanoparticles on the surface is that SDBS/NAC is adsorbed to the surface of iron oxide coating. Neutralizing or even reversing the electrical properties of the dielectric surface, enhancing the repulsive force of the double layer, thus inducing the release behavior of nano-silver. 4) the micelle structure of the surfactants is beneficial to improve the ability of SDBS to regulate the electrical properties of the dielectric surface. At the same time, micellar SDBS can effectively block the sites on the surface of porous media for adsorption of silver nanoparticles, and the sedimentation efficiency of micellar SDBS is lower than that of molecular SDBS.
【學位授予單位】：四川農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X131.2

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本文編號：1419365