發(fā)布時間：2021-07-08 13:23

　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,水資源短缺和水體污染問題日漸突出,已經(jīng)成為社會可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一,污水回用成為了解決水資源短缺和水體污染的主要途徑。但是污水在回用過程中含有大量的微生物,特別是一些病原微生物會隨污水回用通過直接或間接的途徑與人日接觸,導致水傳播疾病。傳統(tǒng)的消毒技術雖然處理效果啊顯著,但是也存在消毒副產(chǎn)物、光復活等現(xiàn)象的問題。納米零價鐵作為環(huán)境修復的新型材料,具有體積小,比表面積大,反應活性高等特點,對病毒微生物也呈現(xiàn)出良好的去除效果。但是納米零價鐵易聚集,導致粒子的比表面積下降,極大地限制了納米零價鐵的進一步應用。細菌纖維素膜是一種新型的多功能納米微生物材料,具有獨特的三維結構,由超細納米纖維網(wǎng)絡組成,可以作為復合納米材料的模板,對納米粒子形成保護及限制作用,在一定程度上防止生成的納米粒子發(fā)生團聚,改善納米材料易流失、易團聚、難回收的問題。因此,本論文制備出細菌纖維素膜負載納米零價鐵（BC-nZVI）新型材料,并對其對于噬菌體的滅活特性和機理進行了探究,具體如下:（1）通過原位還原法制備了細菌纖維素膜負載納米零價鐵復合材料,并采用SEM、XRD、XPS、ICP等手段對材料的結... 

【文章來源】：北京建筑大學北京市

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

第2章細菌纖維素膜負載納米零價鐵的制備和表征142.3結果與討論2.3.1BC-nZVI的形貌結構圖2-1為細菌纖維素膜負載納米零價鐵復合材料的實物照片，其中BC-nZVI-1，BC-nZVI-2和BC-nZVI-3分別為當FeSO4溶液濃度為0.05mM、0.1mM、0.2mM時，制備得到的BC-nZVI復合材料。BC-nZVI復合膜濕膜為水凝膠狀，其顏色為黑色，并且隨著BC膜上nZVI含量的增加，膜片的顏色由淺至深，且顏色較為均勻，但是納米零價鐵僅負載在細菌纖維素膜的表面，可以看到復合材料的內(nèi)部為白色，并未有納米零價鐵的附著。圖2-1細菌纖維素膜負載納米零價鐵復合膜實物照片F(xiàn)ig.2-1PhotosofBacterialCellulose-SupportednanoscalezerovalentironBC-nZVI納米復合膜中nZVI的納米顆粒大小和分布受合成條件的影響。圖2-2是三種不同F(xiàn)eSO4濃度制備的BC-nZVI的SEM圖像，圖2-2（a）,（b），（c）分別為BC-NZVI-1，BC-NZVI-2和BC-NZVI-3的SEM圖像。從圖中可以看出，隨著Fe2+濃度的增加，nZVI納米粒子的粒徑逐漸增大。由圖2-2（a）可知，在BC-nZVI-1中負載的nZVI粒子的粒徑約為200nm，且負載的納米粒子數(shù)量較少，但負載不均勻，且仍存在一定的團聚現(xiàn)象。這些粒子的粒徑比文獻中報道的nZVI略大，這可能與BC與BH4-和Fe2+離子的反應速率較低有關，但與nZVI粒子的團聚形成的鏈狀結構相比得到了極大地緩解。如圖2-2（b）所示，在BC-nZVI-2中，nZVI納米顆粒被大量負載，粒子粒徑與BC-nZVI-1相比變化不大，粒徑仍200nm左右，負載均勻，但略顯擁擠。如圖2-2（c）所示，在BC-nZVI-3中的納米nZVI顆�？雌饋磔^為分散，但粒徑明顯增大，達到200nm以上，并出現(xiàn)了團聚現(xiàn)象�？梢�，當硫酸亞鐵濃度較低時，細菌纖維素膜的三維網(wǎng)格結構可以在空間上限制納米零價鐵的團聚現(xiàn)象，從而得到粒徑較孝分布均勻的nZVI，?

第2章細菌纖維素膜負載納米零價鐵的制備和表征15圖2-2BC-nZVI-1，BC-nZVI-2和BC-nZVI-3的SEM圖片F(xiàn)ig.2-2SEMofBC-nZVI-1,BC-nZVI-2andBC-nZVI-32.3.2細菌纖維素膜負載納米零價鐵的XRD分析圖2-3為不同硫酸亞鐵濃度所制備的細菌纖維素膜負載納米零價鐵復合膜的XRD圖譜。三種BC-nZVI顆粒XRD圖譜上三個明顯的特征峰14.3°、16.8°和22.8°分別為對應于纖維素的（-100）、（100）和（200）晶面，這是典型的纖維素Ⅰ型晶體結構，證明水解反應沒有破壞的結晶結構。BC-nZVI在2θ為44.8°處的寬峰證明Fe0的（110）晶面的存在，說明三種材料的納米零價鐵均成功地負載在細菌纖維素膜上。由于nZVI為核-殼結構，在BC-nZVI的XRD圖譜中也能觀察到少量的鐵氧化物的存在，即在2θ為35.2°處為Fe3O4和γ-Fe2O3的特征峰。但因相對于纖維素來說納米零價鐵及鐵的氧化物的含量較少，導致衍射強度較低。同時，從圖中也可以看出，硫酸亞鐵濃度同樣影響了納米顆粒的負載量，硫酸亞鐵濃度越大，BC膜上負載的nZVI就越多。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]城市水體中新型病原細菌生態(tài)學特征及其溯源研究[D]. 許小紅.江蘇大學 2008

碩士論文
[1]城市污水再生利用的病原微生物風險分析[D]. 葉茂.西安建筑科技大學 2004



本文編號：3271656