【摘要】：隨著人口的快速增長和城市化進程的加快,工業(yè)的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化,水污染問題已經(jīng)成為了威脅生命健康的首要問題。有機污染物因其種類繁雜、難降解和生物毒性高對水體的污染尤為嚴重。微米-納米聚合物材料具有比表面積大、耐酸堿、含有大量活性基團等特點,成為近年來的研究熱點。在催化工業(yè)、電子工業(yè)、生物醫(yī)學、環(huán)境保護等領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的潛力。聚多巴胺微球(PDMPs)比表面積大,表面具有大量活性基團,生物毒性較低。本文采用PDMPs作為一種吸附材料,對水體中的兩種氟喹諾酮類抗生素諾氟沙星(NOR)、環(huán)丙沙星(CIP)和一種陽離子染料孔雀石綠(MG)進行去除研究,并考察其吸附機理:(1)利用多巴胺單體在堿性溶液中的自聚合,采用一種簡單的水溶液氧化法制備PDMPs,對其進行SEM、TEM、粒度分布、pH_(PZC)和FTIR等表征,結(jié)果表明PDMPs平均粒徑約為200 nm,分散性良好,表面含有大量的氨基、酚羥基和亞氨基等活性官能團。(2)利用響應面方法(RSM)對PDMPs吸附NOR和CIP的吸附過程進行優(yōu)化。采用Box-Behnken Design(BBD)進行了三因素、三水平的實驗設(shè)計,對應的實驗共有17組。結(jié)果表明,預測的回歸方程可以很好的擬合實驗數(shù)據(jù)。對于NOR:初始濃度為303 mg/L,pH值為6.6,吸附時間為97 min時,最大吸附量為0.964 mmol/g;對于CIP:初始濃度為290 mg/L,pH值為6.9,吸附時間為89 min時,最大吸附量為0.777 mmol/g。(3)用一系列靜態(tài)試驗考察溶液初始濃度、吸附時間、溶液pH值、鹽離子濃度和溫度等因素對PDMPs吸附NOR、CIP和MG的影響。發(fā)現(xiàn)吸附量與吸附時間和濃度呈正相關(guān),鹽離子的加入不利于吸附的進行。將得到的動力學和吸附等溫數(shù)據(jù)分別用動力學模型和吸附等溫模型進行擬合,并進行誤差分析。動力學分析結(jié)果表明,準二級動力學模型能較好的描述PDMPs對三種物質(zhì)的吸附過程,粒子內(nèi)擴散不是吸附過程的唯一控速步驟。對吸附等溫模型的研究表明,Langmuir、Redlich-Peterson和Dubinin-Radushkevich吸附等溫模型均能較好的擬合吸附等溫數(shù)據(jù)。在298 K時,Langmuir模型計算出的PDMPs對NOR、CIP和MG的最大單層吸附量分別為0.953、0.855和0.743 mmol/g。Dubinin-Radushkevich方程計算出吸附過程的活化能數(shù)值均小于8 kJ/mol,說明吸附過程主要為物理吸附。計算吉布斯自由能、熵變和焓變等熱力學數(shù)據(jù),結(jié)果表明,PDMPs對三種物質(zhì)的吸附過程均是吸熱的,且可以自發(fā)進行。(4)結(jié)合pH值對吸附量的影響和吸附前后吸附劑的紅外分析結(jié)果,推測PDMPs對NOR和CIP的吸附機理為:靜電作用、氫鍵和π-π堆疊作用,PDMPs對MG的吸附機理為靜電作用和π-π堆疊作用。
【圖文】：

緒論分進入動物體內(nèi)的抗生素未被吸收，隨著尿液和糞便排或作為有機肥料覆蓋在農(nóng)田中。用于畜牧業(yè)的一部分抗水滲入地下水。用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的抗生素直接進入水環(huán)境的淤泥里。地表殘留的抗生素進入包氣帶（地面以下潛經(jīng)歷一系列復雜的物理、化學和生物作用經(jīng)過吸附、水過程之后，進入地下水[5]。圖 1.1 顯示了抗生素進入水體遷移。

圖 1. 2 多巴胺與 DOPA 的結(jié)構(gòu)管聚多巴胺可以通過一個簡單的聚合方法得到，但由于在聚合過復雜的氧化還原反應的發(fā)生，產(chǎn)生一系列中間體，科學家們聚多理，反應機制和聚多巴胺的結(jié)構(gòu)眾說紛紜[48-50]。直到 2013 年，Li提出了聚多巴胺是由多巴胺單體、5，6-二羥基吲哚和不同飽和度的環(huán)之間 C-C 鍵，，共價連接形成的高分子聚合物。聚多巴胺鏈之間方式有兩種，一是通過聚多巴胺鏈的平行堆疊，二是在相鄰聚多
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X52;TQ424

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 桂英愛;王洪軍;劉春林;劉中;丁勇;;孔雀石綠及其代謝產(chǎn)物在水產(chǎn)動物體內(nèi)的殘留、危害及檢測研究進展[J];大連水產(chǎn)學院學報;2007年04期

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 張麗娟;微波-KOH法改性花生殼熱解炭對陽離子染料和4-氯苯酚的吸附研究[D];鄭州大學;2012年

2 段麗杰;超聲強化臭氧氧化模擬染料廢水的研究[D];武漢大學;2005年

本文編號：2686878