聚多巴胺微球对水体中抗生素和燃料的去除研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuguiyuan2009
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
随着人口的快速增长和城市化进程的加快,工业的快速发展和农业的现代化,水污染问题已经成为了威胁生命健康的首要问题。有机污染物因其种类繁杂、难降解和生物毒性高对水体的污染尤为严重。微米-纳米聚合物材料具有比表面积大、耐酸碱、含有大量活性基团等特点,成为近年来的研究热点。在催化工业、电子工业、生物医学、环境保护等领域都展现出了巨大的潜力。聚多巴胺微球(PDMPs)比表面积大,表面具有大量活性基团,生物毒性较低。本文采用PDMPs作为一种吸附材料,对水体中的两种氟喹诺酮类抗生素诺氟沙星(NOR)、环丙沙星(CIP)和一种阳离子染料孔雀石绿(MG)进行去除研究,并考察其吸附机理:  (1)利用多巴胺单体在碱性溶液中的自聚合,采用一种简单的水溶液氧化法制备PDMPs,对其进行SEM、TEM、粒度分布、pHpzc和FTIR等表征,结果表明PDMPs平均粒径约为200nm,分散性良好,表面含有大量的氨基、酚羟基和亚氨基等活性官能团。  (2)利用响应面方法(RSM)对PDMPs吸附NOR和CIP的吸附过程进行优化。采用Box-Behnken Design(BBD)进行了三因素、三水平的实验设计,对应的实验共有17组。结果表明,预测的回归方程可以很好的拟合实验数据。对于NOR:初始浓度为303mg/L,pH值为6.6,吸附时间为97min时,最大吸附量为0.964mmol/g;对于CIP:初始浓度为290mg/L,pH值为6.9,吸附时间为89min时,最大吸附量为0.777mmol/g。  (3)用一系列静态试验考察溶液初始浓度、吸附时间、溶液pH值、盐离子浓度和温度等因素对PDMPs吸附NOR、CIP和MG的影响。发现吸附量与吸附时间和浓度呈正相关,盐离子的加入不利于吸附的进行。将得到的动力学和吸附等温数据分别用动力学模型和吸附等温模型进行拟合,并进行误差分析。动力学分析结果表明,准二级动力学模型能较好的描述PDMPs对三种物质的吸附过程,粒子内扩散不是吸附过程的唯一控速步骤。对吸附等温模型的研究表明,Langmuir、Redlich-Peterson和Dubinin-Radushkevich吸附等温模型均能较好的拟合吸附等温数据。在298K时,Langmuir模型计算出的PDMPs对NOR、CIP和MG的最大单层吸附量分别为0.953、0.855和0.743mmol/g。Dubinin-Radushkevich方程计算出吸附过程的活化能数值均小于8kJ/mol,说明吸附过程主要为物理吸附。计算吉布斯自由能、熵变和焓变等热力学数据,结果表明,PDMPs对三种物质的吸附过程均是吸热的,且可以自发进行。  (4)结合pH值对吸附量的影响和吸附前后吸附剂的红外分析结果,推测PDMPs对NOR和CIP的吸附机理为:静电作用、氢键和π-π堆叠作用,PDMPs对MG的吸附机理为静电作用和π-π堆叠作用。
其他文献
随着电力、电子技术的迅速发展,特别是电炉炼钢、多项可控硅整流、电机变频调速以及洗衣机、空调等家电设备的广泛应用,电网质量问题正变得日益严峻,严重威胁着电力设备的正
冠心病是心血管疾病中最为常见的疾病,在其治疗方法中,冠脉支架植入术最受关注。目前常见的支架种类有传统金属支架、药物洗脱支架与生物可降解支架,其中,生物可降解支架因为
绿色制造和节能减排已经成为制造业的重点发展方向之一。复杂钢结构作为一种常见的结构,其中大量的不规则零件制约了其制造效率。二维排样技术作为不规则钢结构制造中最常用
智能变电站已经如雨后春笋般发展起来,但智能发电站的建设相对滞后,模型设计与研究成果很少,标准尚未建立,形势逼人。在压力与责任感的驱动下,葛洲坝电厂在这方面开展了一系
海洋石油开发对我国国民经济发展具有战略意义。随着海洋石油勘探技术的不断提高,我国已建立有上百座海洋石油平台。海洋石油平台建设投资巨大,生产环境恶劣,是一个存在很多危险
戈壁与沙漠同属于荒漠土地类型,其植物生长互相交叉.为揭示戈壁植物与沙漠植物的差异,以甘肃河西走廊为例,运用戈壁调查资料和沙漠调查资料做了初步分析.结果 表明:河西走廊