基于CuO功能化棉織物的制備及其在水凈化中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-08 13:45
隨著人類(lèi)工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),飲用水的匱乏、工業(yè)污水的排放、原油泄漏事故頻發(fā)都給人類(lèi)的生命健康和全球生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大威脅。因此,開(kāi)發(fā)可以去除水中的細(xì)菌、有機(jī)污染物、油溶污染物的多功能水凈化材料是當(dāng)前材料、環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn);谘趸~(CuO)獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),本研究以棉織物(Cot)為基材,醋酸銅(CuAc)為原料,通過(guò)原位生長(zhǎng)制備出棉織物/氧化銅復(fù)合材料(Cot-CuO),探索其對(duì)水中細(xì)菌、可溶性染料的去除潛能。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)浸漬法在Cot-CuO表面構(gòu)建硬脂酸(STA)疏水表面,獲得棉織物/氧化銅/硬脂酸超疏水材料(Cot-CuO-STA),進(jìn)一步探索其對(duì)水中油污染物的分離性能。在此基礎(chǔ)上,將Cot-CuO和Cot-CuO-STA組裝成雙層功能膜系統(tǒng)(DFMS),探究了DFMS對(duì)同時(shí)含有油類(lèi)CHCl3和亞甲基藍(lán)(MB)水溶性染料組成的復(fù)雜水體的油水分離效率和光催化性能。具體研究工作包括:(1)棉織物/氧化銅復(fù)合材料的制備及其抗菌和光催化性能研究:以棉織物(Cot)作為基材,醋酸銅(CuAc)為前驅(qū)體溶液,通過(guò)原位生長(zhǎng)制備出棉織物/氧化銅復(fù)合材料(Cot-CuO)。研究...
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2ZnO/g-C3N4異質(zhì)結(jié)的光催化機(jī)理示意圖l6|l??Bajiri?163]利用燃燒過(guò)程中氣體釋放產(chǎn)生的多孔結(jié)構(gòu)制備出CuO/ZnO/g-C3N4??
r1。Ti〇2網(wǎng)狀膜具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度??和耐腐蝕能力,在酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑和物理磨損中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。同??時(shí),Ti02網(wǎng)狀膜在紫外光照射下可以光催化分解油和有機(jī)分子,表現(xiàn)出優(yōu)良的防??污和自清潔能力,在污水處理和溢油回收方面表現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。??________????廣二:響二??1?■?_P’¥??f:.:..,一.?ill??Time?⑷??Hith?M*cr?-iiaiioscaik?德,:鄕■鄉(xiāng)ar她峨??binar>?structure??圖1.3多孔還原氧化石墨烯/聚碳酸酯單體的性能分析M??Wang^采用熱阻非溶劑誘導(dǎo)相分離法制備了具有新型微納米級(jí)二元結(jié)構(gòu)的??超疏水、超親油多孔氧化石墨烯/聚碳酸酯復(fù)合材料(RGO/PC)。RGO/PC具有較??高的比表面積(137.19?m2#)和孔隙率(91.3%)。RG0/PC復(fù)合材料能夠選擇性地??從水中吸附多種油類(lèi)和有機(jī)溶劑。此外,RGO/PC還能對(duì)腐蝕介質(zhì)保持穩(wěn)定的排??斥作用。??Liu|68l采用通過(guò)簡(jiǎn)單的噴涂技術(shù),以PDMS和PMMA在THF溶液中制備了??一種半透明的超疏水涂層。水接觸角顯示為157.5°,滑動(dòng)角為2.8°。此外,該超??疏水涂層在抗砂粒磨損和水滴沖擊方面也表現(xiàn)了顯著的穩(wěn)定性,在強(qiáng)酸溶液中浸??泡后仍能保持其超疏水性。通過(guò)熱壓工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)從超疏水狀態(tài)到超親水狀態(tài)的轉(zhuǎn)??變,超潤(rùn)濕表面己被證明在高效油水乳液分離,防污和自清潔方面具有應(yīng)用潛力。??1.3?CuO及其復(fù)合材料??1.3.1?CuO的結(jié)構(gòu)及其物化特性??CuO是銅的二價(jià)氧化物,通常呈現(xiàn)黑色和棕黑色。CuO的相對(duì)分子質(zhì)最為??79.5、密度為6.
,獲得純凈的棉織物(Cot)。接著將尺寸為5?cm*5?cm的棉織物??(Cot)置于200?mL不同濃度醋酸銅溶液(0.5?3?wt%)中,在120?rmiiV1的攪拌速??度下70?°C下反應(yīng)0.5?h;接著升高溫度到100?°C,繼續(xù)反應(yīng)0.5?h。反應(yīng)結(jié)束后,??將制備的棉織物進(jìn)行洗滌,在60?°C下干燥2?h,得到了棉織物/氧化銅復(fù)合材料??(Cot-CuO)〇??---.….丨..1?"cuAc?|??原位生長(zhǎng)?^?十燥??Cot?(棉織物)?〇?=?CuO??圖2.1?Cot-CuO的制備流程圖??棉織物(Cot)是親水性基材,表面含有大量的-OH,可以鍵合反應(yīng)體系中的??Cu2+;通過(guò)控制反應(yīng)溫度,使部分Cu2+在棉織物表面水解成絮狀的Cu(OH)2,進(jìn)??而在高溫下脫水反應(yīng)生成可牢固地包覆在棉纖維表面的CuO。反應(yīng)如2-(1)和2-??⑵所示:??Cu2++2H20-Cu(0H)2+2H+?2-(1)??Cu(0H)2-Cu0+H20?2-(2)??表2.1樣品命名及其反應(yīng)條件??樣品?CuAc濃度(wt%)?CuO負(fù)載量(%)??Cot-CuO〇.5?0.5?0.8??Cot-CuO?l.o?1?5.1??Cot-Cu02.o?2?10.9??Cot-Cu〇3.o?3?15.9??14??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Inhibition effect of magnetic field on nitrous oxide emission from sequencing batch reactor treating domestic wastewater at low temperature[J]. Dan Xu,Hongmin Ji,Hongqiang Ren,Jinju Geng,Kan Li,Ke Xu. Journal of Environmental Sciences. 2020(01)
[2]新穎CdMoO4/g-C3N4復(fù)合材料的制備及其可見(jiàn)光增強(qiáng)的電荷分離和光催化活性(英文)[J]. 柴波,閆俊濤,范國(guó)枝,宋光森,王春蕾. Chinese Journal of Catalysis. 2020(01)
[3]超級(jí)電容器概述[J]. 范壯軍. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]超級(jí)電容器隔膜制備及其孔隙率對(duì)電化學(xué)性能的影響[J]. 林曠野,陳雪峰,劉文. 中國(guó)造紙. 2019(09)
[5]天然沸石對(duì)氮肥工業(yè)廢水的處理性能研究[J]. 邊永歡,靳薛凱,馮素敏,宋振揚(yáng),邵立榮. 河北工業(yè)科技. 2017(01)
[6]淺談地球環(huán)境與水資源的危機(jī)保護(hù)[J]. 劉暢. 中國(guó)石油石化. 2016(S1)
[7]水資源保護(hù)現(xiàn)狀及污染防治對(duì)策[J]. 買(mǎi)培培. 資源節(jié)約與環(huán)保. 2014(12)
[8]電解活性氯殺菌在水處理中的研究進(jìn)展[J]. 張化冰,酈和生. 綠色科技. 2014(02)
[9]松花江水系有機(jī)物污染的現(xiàn)狀分析[J]. 劉連成,牟林,楊湘奎. 黑龍江水專(zhuān)學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]我國(guó)水污染現(xiàn)狀及治理對(duì)策[J]. 關(guān)亮炯. 科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2004(06)
博士論文
[1]CuO納米結(jié)構(gòu)的形貌可控制備及其光催化性能[D]. 嚴(yán)冰.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2017
[2]新型含銅抗菌鈦合金的制備與性能研究[D]. 馬政.大連理工大學(xué) 2015
[3]銅、鋅氧化物的形貌控制合成及性能研究[D]. 張紅霞.哈爾濱工程大學(xué) 2008
碩士論文
[1]新型鐵碳填料的制備與廢水除磷性能研究[D]. 杜利軍.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所) 2019
[2]超細(xì)CuO的制備及其在棉、錦綸纖維上的抗菌應(yīng)用研究[D]. 黃鵬杰.蘇州大學(xué) 2018
[3]基于三維熒光光譜的飲用水有機(jī)物定性判別方法研究[D]. 張曉燕.浙江大學(xué) 2018
本文編號(hào):3271689
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2ZnO/g-C3N4異質(zhì)結(jié)的光催化機(jī)理示意圖l6|l??Bajiri?163]利用燃燒過(guò)程中氣體釋放產(chǎn)生的多孔結(jié)構(gòu)制備出CuO/ZnO/g-C3N4??
r1。Ti〇2網(wǎng)狀膜具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度??和耐腐蝕能力,在酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑和物理磨損中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。同??時(shí),Ti02網(wǎng)狀膜在紫外光照射下可以光催化分解油和有機(jī)分子,表現(xiàn)出優(yōu)良的防??污和自清潔能力,在污水處理和溢油回收方面表現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。??________????廣二:響二??1?■?_P’¥??f:.:..,一.?ill??Time?⑷??Hith?M*cr?-iiaiioscaik?德,:鄕■鄉(xiāng)ar她峨??binar>?structure??圖1.3多孔還原氧化石墨烯/聚碳酸酯單體的性能分析M??Wang^采用熱阻非溶劑誘導(dǎo)相分離法制備了具有新型微納米級(jí)二元結(jié)構(gòu)的??超疏水、超親油多孔氧化石墨烯/聚碳酸酯復(fù)合材料(RGO/PC)。RGO/PC具有較??高的比表面積(137.19?m2#)和孔隙率(91.3%)。RG0/PC復(fù)合材料能夠選擇性地??從水中吸附多種油類(lèi)和有機(jī)溶劑。此外,RGO/PC還能對(duì)腐蝕介質(zhì)保持穩(wěn)定的排??斥作用。??Liu|68l采用通過(guò)簡(jiǎn)單的噴涂技術(shù),以PDMS和PMMA在THF溶液中制備了??一種半透明的超疏水涂層。水接觸角顯示為157.5°,滑動(dòng)角為2.8°。此外,該超??疏水涂層在抗砂粒磨損和水滴沖擊方面也表現(xiàn)了顯著的穩(wěn)定性,在強(qiáng)酸溶液中浸??泡后仍能保持其超疏水性。通過(guò)熱壓工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)從超疏水狀態(tài)到超親水狀態(tài)的轉(zhuǎn)??變,超潤(rùn)濕表面己被證明在高效油水乳液分離,防污和自清潔方面具有應(yīng)用潛力。??1.3?CuO及其復(fù)合材料??1.3.1?CuO的結(jié)構(gòu)及其物化特性??CuO是銅的二價(jià)氧化物,通常呈現(xiàn)黑色和棕黑色。CuO的相對(duì)分子質(zhì)最為??79.5、密度為6.
,獲得純凈的棉織物(Cot)。接著將尺寸為5?cm*5?cm的棉織物??(Cot)置于200?mL不同濃度醋酸銅溶液(0.5?3?wt%)中,在120?rmiiV1的攪拌速??度下70?°C下反應(yīng)0.5?h;接著升高溫度到100?°C,繼續(xù)反應(yīng)0.5?h。反應(yīng)結(jié)束后,??將制備的棉織物進(jìn)行洗滌,在60?°C下干燥2?h,得到了棉織物/氧化銅復(fù)合材料??(Cot-CuO)〇??---.….丨..1?"cuAc?|??原位生長(zhǎng)?^?十燥??Cot?(棉織物)?〇?=?CuO??圖2.1?Cot-CuO的制備流程圖??棉織物(Cot)是親水性基材,表面含有大量的-OH,可以鍵合反應(yīng)體系中的??Cu2+;通過(guò)控制反應(yīng)溫度,使部分Cu2+在棉織物表面水解成絮狀的Cu(OH)2,進(jìn)??而在高溫下脫水反應(yīng)生成可牢固地包覆在棉纖維表面的CuO。反應(yīng)如2-(1)和2-??⑵所示:??Cu2++2H20-Cu(0H)2+2H+?2-(1)??Cu(0H)2-Cu0+H20?2-(2)??表2.1樣品命名及其反應(yīng)條件??樣品?CuAc濃度(wt%)?CuO負(fù)載量(%)??Cot-CuO〇.5?0.5?0.8??Cot-CuO?l.o?1?5.1??Cot-Cu02.o?2?10.9??Cot-Cu〇3.o?3?15.9??14??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Inhibition effect of magnetic field on nitrous oxide emission from sequencing batch reactor treating domestic wastewater at low temperature[J]. Dan Xu,Hongmin Ji,Hongqiang Ren,Jinju Geng,Kan Li,Ke Xu. Journal of Environmental Sciences. 2020(01)
[2]新穎CdMoO4/g-C3N4復(fù)合材料的制備及其可見(jiàn)光增強(qiáng)的電荷分離和光催化活性(英文)[J]. 柴波,閆俊濤,范國(guó)枝,宋光森,王春蕾. Chinese Journal of Catalysis. 2020(01)
[3]超級(jí)電容器概述[J]. 范壯軍. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]超級(jí)電容器隔膜制備及其孔隙率對(duì)電化學(xué)性能的影響[J]. 林曠野,陳雪峰,劉文. 中國(guó)造紙. 2019(09)
[5]天然沸石對(duì)氮肥工業(yè)廢水的處理性能研究[J]. 邊永歡,靳薛凱,馮素敏,宋振揚(yáng),邵立榮. 河北工業(yè)科技. 2017(01)
[6]淺談地球環(huán)境與水資源的危機(jī)保護(hù)[J]. 劉暢. 中國(guó)石油石化. 2016(S1)
[7]水資源保護(hù)現(xiàn)狀及污染防治對(duì)策[J]. 買(mǎi)培培. 資源節(jié)約與環(huán)保. 2014(12)
[8]電解活性氯殺菌在水處理中的研究進(jìn)展[J]. 張化冰,酈和生. 綠色科技. 2014(02)
[9]松花江水系有機(jī)物污染的現(xiàn)狀分析[J]. 劉連成,牟林,楊湘奎. 黑龍江水專(zhuān)學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]我國(guó)水污染現(xiàn)狀及治理對(duì)策[J]. 關(guān)亮炯. 科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2004(06)
博士論文
[1]CuO納米結(jié)構(gòu)的形貌可控制備及其光催化性能[D]. 嚴(yán)冰.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2017
[2]新型含銅抗菌鈦合金的制備與性能研究[D]. 馬政.大連理工大學(xué) 2015
[3]銅、鋅氧化物的形貌控制合成及性能研究[D]. 張紅霞.哈爾濱工程大學(xué) 2008
碩士論文
[1]新型鐵碳填料的制備與廢水除磷性能研究[D]. 杜利軍.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所) 2019
[2]超細(xì)CuO的制備及其在棉、錦綸纖維上的抗菌應(yīng)用研究[D]. 黃鵬杰.蘇州大學(xué) 2018
[3]基于三維熒光光譜的飲用水有機(jī)物定性判別方法研究[D]. 張曉燕.浙江大學(xué) 2018
本文編號(hào):3271689
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