论文摘要
近年来,随着工业生产的发展,产生了大量的重金属离子以及染料废水。相应的,各种废水处理技术也应运而生。这其中,吸附分离技术有了很大的发展,展现出广阔的应用前景。因此,开发一种高效、廉价、无毒害的吸附材料,使它具有高比表面积、高吸附性能来应用于废水处理的是可行的。壳聚糖由于其本身的特性,如具有絮凝作用,分子中含有大量的氨基、羟基具有很强的与金属离子的络合作用以及原料本身的来源丰富,天然无污染等,是一种理想的吸附材料。本文采用定向冷冻干燥法,制备壳聚糖多孔材料。采用IR、SEM等对多孔材料进行结构和形貌分析,同时通过加入造孔剂乙酸乙酯来增加多孔材料的孔隙率,最大限度的增加材料的比表面积,提高吸附效率。为提高壳聚糖多孔材料在水溶液中的力学性能,在壳聚糖中加入氧化石墨,研究了加入不同量的氧化石墨对壳聚糖多孔材料的影响,分析了这种复合材料相对于单纯壳聚糖支架材料的优越性。同时,在室温下,研究了壳聚糖有序多孔材料及其有序复合多孔材料对金属离子Cu(Ⅱ)和染料二甲酚橙(XO)的吸附性能,并重点研究了壳聚糖有序多孔材料的用量、溶液的pH值、吸附时间、壳聚糖的交联度二甲酚橙吸附率和吸附量的影响。实验结果表明:加入乙酸乙酯造孔剂后制备的多孔材料孔隙率明显增加,氧化石墨的加入明显增强了多孔材料在水中的力学性能。壳聚糖有序多孔材料对二甲酚橙和Cu(Ⅱ)都具有良好的吸附性能。其中,温度、pH值是影响对二甲酚橙吸附的主要因素。整体而言,与壳聚糖多孔材料相比,CS/GO复合多孔材料具有较高的稳固性,在水溶液中能够保持原来的形状,有一定的韧性,使用寿命会较长。
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摘要ABSTRACT第一章 文献综述1.1 染料污染1.1.1 染料废水处理现状1.1.2 吸附法在染料废水脱色处理中的研究和应用1.1.2.1 活性碳吸附剂1.1.2.2 活性碳纤维吸附剂1.1.2.3 矿物吸附剂1.1.2.4 煤及煤渣吸附剂1.1.2.5 其他吸附剂1.2 重金属污染1.2.1 重金属废水处理技术的研究现状1.2.2 化学法1.2.2.1 化学沉淀法1.2.2.2 氧化还原法1.2.2.3 化学絮凝法1.2.3 物理化学法1.2.4 生物法1.2.4.1 生物絮凝法1.2.4.2 生物吸附法1.2.4.3 生物化学法1.2.5 吸附法1.3 吸附法的应用前景1.4 多孔材料1.4.1 多孔材料的制备1.4.1.1 造孔剂法1.4.1.2 非造孔剂法1.5 本课题选用的材料1.5.1 壳聚糖1.5.1.1 壳聚糖及其衍生物在废水处理方面的应用1.5.2 氧化石墨1.5.2.1 石墨简介1.5.2.2 氧化石墨1.5.2.3 聚合物/氧化石墨复合材料1.5.2.4 聚合物/氧化石墨纳米复合材料的应用前景1.5.2.5 壳聚糖/氧化石墨复合材料1.6 本课题的研究内容、目的和意义第二章 壳聚糖多孔材料的制备及吸附性能研究2.1 原料,药品,仪器及设备2.1.1 试剂与原料2.1.2 仪器及设备2.2 多孔有序材料的制备2.2.1 溶液的配制2.2.1.1 壳聚糖(CS)溶液的配制2.2.1.2 壳聚糖/乙酸乙酯(CS/EA)溶液的配制2.2.2 有序多孔材料的制备2.2.2.1 定向冷冻装置2.2.2.2 多孔材料的制备2.3 多孔材料的结构表征2.4 多孔材料的性能测试2.4.1 孔隙率分析2.4.2 机械强度分析2.4.3 吸水性分析2.5 多孔有序材料对染料吸附性2.5.1 二甲酚橙(xylenol orange)吸附实验的测定2.5.1.1 二甲酚橙最大吸收波长的测定2.5.1.2 二甲酚橙标准曲线的绘制2.5.1.3 甲基橙标准曲线的绘制2.5.2 有序多孔材料对染料吸附率/量的计算2.5.2.1 饱和吸附量的测定2.5.2.2 吸附率的测定2.5.2.3 壳聚糖多孔材料的用量对吸附的影响2.5.2.4 不同交联剂含量对吸附的影响2.5.2.5 溶液初始浓度对吸附容量的影响2.5.2.6 溶液pH 值对吸附的影响2.5.2.7 温度对吸附的影响2.5.2.8 吸附动力学问题2.6 多孔有序材料对金属离子吸附性2+的吸附实验的测定'>2.6.1 Cu2+的吸附实验的测定2.6.1.1 铜标准储备液的配制2.6.1.2 铜的测定2.6.1.3 标准曲线的绘制2.6.2 有序多孔材料对金属离子吸附率/量的计算2.6.2.1 饱和吸附量的测定2.6.2.2 吸附速率的测定2.7 结果与讨论2.7.1 壳聚糖多孔有序材料2.7.2 壳聚糖多孔材料的结构分析2.7.2.1 不同乙酸乙酯加入量的壳聚糖多孔材料的扫描电镜分析2.7.2.2 不同乙酸乙酯加入量的壳聚糖多孔材料孔隙率分析2.7.2.3 不同交联剂含量的壳聚糖多孔材料的扫描电镜分析2.7.2.4 不同交联度的壳聚糖多孔材料的孔隙率分析2.7.3 壳聚糖多孔材料的吸水性分析2.7.4 不同乙酸乙酯加入量的壳聚糖多孔材料抗压强度分析2.7.5 壳聚糖多孔有序材料的吸附性能分析2.7.5.1 壳聚糖多孔材料对二甲酚橙吸附性能分析2.7.5.2 壳聚糖多孔材料吸附二甲酚橙的光学照片2.7.5.3 壳聚糖用量对二甲酚橙吸附速率的影响2.7.5.4 不同交联度对吸附速率的影响2.7.5.5 溶液初始浓度对吸附的影响2.7.5.6 溶液pH 值对吸附率的影响2.7.5.7 温度对吸附的影响2.7.5.8 吸附动力学曲线2.7.6 不同乙酸乙酯加入量的多孔材料的吸附性能分析2.7.6.1 不同配比的多孔材料对二甲酚橙吸附速率2.7.6.2 不同配比的多孔材料对铜离子的吸附性能第三章 壳聚糖氧化石墨多孔复合材料的制备及性能分析3.1 壳聚糖氧化石墨(CS/GO)复合材料3.2 壳聚糖氧化石墨(CS/GO)复合材料的制备3.2.1 溶液的配制3.2.1.1 壳聚糖/氧化石墨(CS/GO)溶液的配制3.2.1.2 壳聚糖/氧化石墨/乙酸乙酯(CS/GO/EA)溶液的配制3.2.2 复合材料的制备3.3 CS/GO 复合材料的结构性能测试3.3.1 扫描电镜(SEM)3.3.2 红外光谱(IR)3.4 CS/GO 复合材料的物理性能测试3.4.1 复合材料在水中形态分析3.4.2 吸水膨胀率3.4.3 复合材料形态恢复能力3.4.4 机械强度3.5 CS/GO 复合材料的吸附性能测试3.6 结果与讨论3.6.1 壳聚糖氧化石墨复合材料的结构性能分析3.6.1.1 扫描电镜分析3.6.1.2 红外光谱分析3.6.2 壳聚糖氧化石墨(CS/GO)复合材料的物理性能分析3.6.2.1 在水中形态变化3.6.2.2 吸水膨胀率分析3.6.2.3 复合材料形态恢复能力分析3.6.2.4 机械性能分析3.6.3 复合材料的吸附性能分析第四章 结论参考文献发表论文和参加科研情况说明致谢
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壳聚糖、壳聚糖/氧化石墨有序多孔材料的制备及性能研究
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