【摘要】：在工業(yè)化和城市化迅猛發(fā)展的今天,越來(lái)越多的污染物通過(guò)工業(yè)廢水和生活污水等途徑進(jìn)入到環(huán)境水體中來(lái),不但對(duì)人們的用水安全構(gòu)成了新的威脅,同時(shí)也對(duì)現(xiàn)有的水污染控制技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。在可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)一類易于回收和更換、適用于聯(lián)合處理、經(jīng)濟(jì)且環(huán)境友好的高容量吸附劑是目前環(huán)境工作者亟待解決的重要問(wèn)題。因此,本文根據(jù)污染物的不同類型針對(duì)性地制備了殼聚糖-金屬配合物無(wú)紡布吸附材料,并設(shè)計(jì)構(gòu)建了一類適合于無(wú)紡布吸附材料的套筒結(jié)構(gòu)吸附裝置,研究了其對(duì)水體中染料和痕量四環(huán)素污染物的吸附性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)殼聚糖類粉末吸附材料難以分離及回用的不足,選用大面積殼聚糖無(wú)紡布作為吸附材料,并構(gòu)建了一類適用于無(wú)紡布類吸附材料的套筒結(jié)構(gòu)吸附裝置,用以固定及最大限度地展開(kāi)無(wú)紡布吸附材料。測(cè)試了該裝置對(duì)染料C.I.Acid Red 73廢水的處理性能,探討了殼聚糖無(wú)紡布對(duì)染料廢水吸附去除過(guò)程中殼聚糖無(wú)紡布的用量、處理時(shí)間、染料初始濃度以及體系pH的影響。結(jié)果表明對(duì)2 L 100mg/L的染料去除效果最佳條件為:殼聚糖無(wú)紡布質(zhì)量在4~8 g之間,處理時(shí)間在90~120 min之間,廢水pH在3~7范圍之間。同時(shí),在該裝置條件下,殼聚糖無(wú)紡布易于分離回用。此外,通過(guò)SEM、XRD及XPS一系列表征手段,揭示了殼聚糖無(wú)紡布對(duì)染料的吸附主要機(jī)制與普通殼聚糖基吸附材料相似,主要由質(zhì)子化的氨基與染料分子的陰離子基團(tuán)通過(guò)靜電作用結(jié)合實(shí)現(xiàn)。(2)對(duì)殼聚糖無(wú)紡布進(jìn)行了鋁活性組分的修飾,制備獲得一類具備高效吸附能力的鋁沉積殼聚糖無(wú)紡布吸附材料。吸附測(cè)試結(jié)果表明,0.5 mmol/L的A1(NO3)3修飾殼聚糖無(wú)紡布能達(dá)到最佳吸附效果,并且鋁沉積殼聚糖無(wú)紡布能夠通過(guò)Al3+離子和染料分子的鰲合作用來(lái)增加其對(duì)染料的吸附能力。在該體系中,鋁沉積殼聚糖無(wú)紡布對(duì)染料的吸附可以在比較寬的pH范圍內(nèi)(3~10)實(shí)現(xiàn),并且最大吸附容量達(dá)260.03 mg/L。此外,所制備的吸附材料的回用再生性能、共存離子的影響以及對(duì)其它有機(jī)染料吸附效果的實(shí)驗(yàn)研究表明:將鋁沉積殼聚糖無(wú)紡布固定在上述吸附裝置中對(duì)染料污染物的吸附去除技術(shù)上是可行的,這也提供了染料廢水處理實(shí)際應(yīng)用的新思路。(3)針對(duì)痕量四環(huán)素污染物,篩選及制備了鋅活性組分修飾的殼聚糖無(wú)紡布吸附材料,并測(cè)試了其對(duì)水中痕量四環(huán)素的吸附性能。研究結(jié)果表明,修飾過(guò)程中,選用Zn Cl2鹽的效果最佳,Zn~（2+）適宜濃度為0.005 mol/L反應(yīng)時(shí)間12 h。準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能更好的描述鋅沉積殼聚糖無(wú)紡布對(duì)四環(huán)素的吸附過(guò)程;四環(huán)素初始濃度在0~5′10-4 mol/L時(shí),鋅沉積殼聚糖無(wú)紡布吸附痕量四環(huán)素的吸附等溫線符合Langmuir-Freundlich等溫方程,且最大吸附容量qe為7.785 mg/g;當(dāng)Ce=4′10-4~1′10-5 mol/L時(shí),吸附容量與平衡濃度呈線性關(guān)系,符合亨利定律。SEM和EDS表征分析表明鋅沉積殼聚糖無(wú)紡布對(duì)痕量四環(huán)素吸附的主要機(jī)制為Zn~（2+）和四環(huán)素分子上O和N孤對(duì)電子的結(jié)合。(4)研究了過(guò)渡金屬離子對(duì)金霉素和四環(huán)素的熒光增敏效果,結(jié)合第三部分研究成果,提出了一類具有熒光指示性能的可視化抗生素吸附裝置。結(jié)果表明,殼聚糖-鋅配合物無(wú)紡布吸附劑富集四環(huán)素后,在紫外燈(365 nm)照射下,熒光顏色由藍(lán)紫色光轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠色光,且隨著四環(huán)素富集量的增加熒光強(qiáng)度增強(qiáng),可有效判斷痕量抗生素在無(wú)紡布吸附材料表面的富集程度,起到了良好的可視化指示作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2398951