氢氧化镧改性季铵盐复合材料用于高效除磷和抗菌

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ftpp
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水是保障人类社会可持续性发展的重要资源。但是,近年来,随着城市化及工业化进程的不断加快,自然水体受污染程度已经变得越来越严重。其中,水体的磷污染因其现存浓度高,危害大而备受关注。水体中磷酸盐浓度过高不仅容易引发水体富营养化的问题,而且往往伴随着微生物爆发式增长的可能,对环境以及人体健康都是很大的威胁。如何高效而准确地去除磷素,并阻止微生物过快增长已经成了当下研究的热点。吸附法是一种操作简单,成本低廉,且能够有效回收可利用资源的治理手段。只是,目前所采用的大多数除磷吸附剂都存在吸附容量低、选择性差、功能单一的缺陷。因此,探寻一种吸附容量高,选择性好,且具有抗菌作用的吸附剂对磷污染的治理有着十分重要的意义。
  镧(La)基化合物是近年来研究者们广泛采用的一种对磷素具有很高亲和力的物质。但是,单一的La基化合物由于容易团聚、难以回收而无法直接应用于实际。根据以往的研究经验,将纳米材料负载在某些基底材料上,是解决上述问题的有效策略。
  聚合有机季铵盐是一种能够有效杀灭微生物的高分子材料,它带有正电荷的特性使其具有促进纳米物质分散、提高零电位点以及结合阴离子污染物的功能,因此或许可以成为一种适合的基底材料。
  本实验先后采用一步共聚法和共沉淀法,将La基化合物以及聚(环氧氯丙烷)-乙二胺制备成一种复合型的吸附剂--La(OH)3改性聚(环氧氯丙烷)-乙二胺(La(OH)3 loaded poly(epichlorohydrin)-ethylenediamine,PEE@La),并对其去除磷酸盐以及抑制微生物快速生长的功能进行系统性的研究。结果如下:
  (1)根据形态表征结果显示,在复合材料中,La基化合物主要以棒状纳米结构的形式附着在PEE的外表面,附着量与投加的La源呈正相关,实验所得最佳投加比为La源:季铵材料等于1∶1。另外,XRD以及XPS等表征结果表明,负载的La基化合物为La(OH)3。
  (2)在吸附实验中,复合吸附材料PEE@La-100%对磷酸盐展现出了很好的吸附作用,最大吸附容量达到了186.6mg/g;对其进行拟合后发现,PEE@La-100%的吸附过程能够被Langmuir模型及伪二阶动力学模型很好地拟合,这表明PEE@La-100%对磷酸盐的吸附是一个单层的化学吸附作用。此外,PEE@La-100%还在很宽的pH范围内维持着较高的磷酸盐去除率,共存的竞争离子除硫酸根外对吸附作用的影响都比较小。相比已报道的一些吸附材料来说,复合吸附材料PEE@La-100%展现出了较高的吸附容量以及较宽的pH应用范围。而后,运用XPS、XRD、FT-IR等表征手段对其分析后发现,在PEE@La-100%吸附磷酸盐的过程中,静电吸附作用以及化学结合作用都起到了很大的作用。
  (3)在灭菌方面,复合材料PEE@La-100%很好地抑制了大肠杆菌的快速增长。机理研究表明,吸附剂杀菌作用可能来自于磷酸盐饥饿灭菌和季铵盐杀菌两方面。
  总的来说,这项研究为在治理磷酸盐污染的同时抑制微生物过快增长提供了物质基础与理论依据,并提供了一种新的研究视角。
其他文献
摘要:随着经济的不断的发展,人们逐渐满足了外在的需求,从而更加追求更深层次的精神世界以及自身的综合素质。而小学正是人提升并培养自我素质的“黄金时期”。越来越多的学校逐渐增添”三育“分别为德育、智育、体育三种教育,要求学生全面发展,而小學生正是这一特殊的阶段,学习深度逐渐增深,从而忽略了德育工作。并且德育工作不跟体育一样拥有独立的课的安排,这也导致近些年来小学班级德育工作逐渐不被重视,又或者浮于表面
期刊
十九世纪以来,全球人口的不断增加和各个领域的飞速发展让整个社会的工业化程度达到了新高。化石资源的过度使用和生物医药领域的过度扩张,对自然环境造成了极大的破坏。为了人类的可持续发展,亟需寻找一种稳定且绿色的途径以解决现有的能源短缺和环境污染问题。基于半导体的光催化技术在近些年来逐渐引起人们的关注。它具有低污染、物理化学性质稳定、操作方式简单和制造成本低廉等一系列得天独厚的优势,是一项环保、节能和可持续发展性强的技术。在非金属半导体材料方面,石墨相氮化碳(g-C3N4)以其较高的化学稳定性、机械稳定性、热稳定
近年来,含有大量未经处理的工业污染物的废水排放到地表水或地下水体中,造成了水环境的严重污染,其中染料废水中的罗丹明B和抗生素废水中的盐酸四环素等为主要污染物。光催化技术作为一种绿色环保的污染物治理技术,对此类有机污染物有较好的氧化降解作用,甚至可以完全矿化部分有毒的污染物。二氧化钛(TiO2)光催化剂由于成本低、无二次污染等优点具有较好的应用前景,但是TiO2的带隙宽度较宽(3.2 eV),只在紫外区光谱范围内存在光吸收,且粉末状TiO2回收困难,限制了在实际环境中的应用。因此,本研究以钛网为基体,原位生
由于我国工业化水平不断提升,人口密度不断提高,水污染问题日益严重,建设污水处理厂已成为治理水污染必不可少的措施。污水处理厂由于能够很好地处理大量的污水,有着较好的水污染防治作用而不断建立并运行,但是与此同时,在废水处理过程中,固体废物剩余污泥会大量产生。目前,剩余污泥的处理与处置已成为了我国急需解决的环境问题之一。另一方面,人工湿地污水处理技术的逐年推广,包括城市湿地公园、污水深度处理、分散式小型人工湿地等等,每年产生了大量的大型湿地植物如芦苇、鸢尾、美人蕉等生物质,刈割后大量的湿地植物有迫切的处理处置需
挥发性有机化合物(VOCs)是一类主要的大气污染物,是雾霾和臭氧形成的重要前体物,会导致接触者身体不适,部分具有“三致”作用,其治理受到了广泛关注。催化氧化是目前比较有前景的处理技术,能在较低的温度下氧化VOCs为H2O和CO2。但高效经济的催化剂的缺乏限制了催化氧化法的实际应用。因此,本研究选择甲苯为目标污染物,制备四种MnO2样品开展了以下的实验研究。
  本研究首先通过高锰酸钾与乙酸锰、硝酸锰、氯化锰、硫酸锰的氧化还原反应,制备了MnO2-Ac、MnO2-N、MnO2-Cl和MnO2-S四种样
摘要:信息技术在不断进步和发展,这对小学生的信息技术处理能力也提出了更高的要求。因此,教师应当在教学实践中,利用有限的教学时间内为学生提供更多学习和实践机会,为他们日后的学习做好充分的准备。翻转课堂是我国新课改趋势下逐渐创新出的一种新型教学模式,它不仅可以提升学生的学习能力,还可以有效提升学生的学习创新能力。  关键词:小学信息技术;翻转课堂;教学实践  前言:  为紧跟新课程改革教育发展的步伐,
期刊
三氯卡班(Triclocarban,TCC)作为一种高效抗菌剂,属于个人药品及护理品的一种,被越来越多地用于生产和生活中,广泛使用已导致其大量释放到环境中,TCC的归趋及其对微生物的潜在影响引起了越来越多的关注。TCC排放后不可避免地进入到污水处理厂并且与生化过程中的微生物接触,但是关于三氯卡班和污水处理系统中的关键微生物之间的关系的研究较少。作为废水处理中的重要微生物群落,反硝化微生物可能会去除TCC,同时会受到TCC的影响。但是,TCC在反硝化微生物的命运及其对反硝化菌的影响仍然未知。
  本研
由于环境污染和能源危机,高效治理环境污染和开发绿色能源成为全世界关注的热点问题。城镇污水处理厂在日常运行过程中的剩余污泥产量非常巨大,若不进行妥善处理,会对生态环境造成二次污染。由于剩余污泥中富含可生物降解的有机成分,利用污泥厌氧发酵生产氢气,是同时实现污泥处理和氢能源开发的重要途径。然而,在厌氧发酵制氢过程中污泥有机物的溶解率有限,生成的发酵中间体氢气很容易被耗氢菌消耗,导致实际产氢率通常较低。为了打破厌氧发酵产氢所面临的瓶颈,本研究提出了利用热预处理(70℃)辅助游离氨(FA)的联合处理技术提高污泥厌
四环素类抗生素自1940年代被发现以来已被广泛应用于人类和动物,其有效的抗菌作用使其在牲畜生产中广泛用于疾病控制和亚治疗水平的饲料从而提高饲料效率,生长速度和整体健康状况。然而,施用于动物的大多数四环素是部分代谢的,用于动物饲养和疾病治疗的大部分四环素以母体化合物或生物活性代谢物的形式通过粪便和尿液排泄,将抗生素释放到水生环境中会引起对生物体的不利影响。溶解性有机物(Dissolved organic matter, DOM)是微生物和水生植物中细胞自溶或代谢的异质混合物。DOM在水环境中无处不在,以毫克
近年来,环境中抗生素对人类健康和生态系统的潜在风险致其已成为一类新兴的持久性有机污染物,受到科学界的广泛关注。由于全世界人口增长和食品生产的需求增加,全球抗生素消费量不断增加,被广泛用作人类、牲畜感染性疾病的治疗剂以及畜牧业、水产养殖业的促生长剂。人类和牲畜使用的大量抗生素约70%–80%未完全代谢,通过尿液和粪便进入污水系统;抗生素母体化合物或其代谢产物大多难以降解,经过常规水处理过程后仍进入水生环境中。目前已在全球多个国家的地表水、地下水甚至饮用水中检测到多种抗生素残留,特别是具有顽固性的高优先级药物