【摘要】：氟是生物體必需的微量元素之一,但是過多的氟攝入人體會引起一系列的疾病如腦組織損傷、氟骨癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。在多種的除氟技術中,吸附方法具有操作簡單、成本低廉、去除效果高效等優(yōu)勢而被廣泛應用。殼聚糖作為世界上第二大豐富的多糖,含有豐富的氨基和羥基,具有良好的生物相容性及無毒害等優(yōu)勢,在水處理領域中具有可觀的應用前景。本文主要以天然高分子殼聚糖作為調(diào)節(jié)劑來調(diào)控鈣基礦化物的形成,在納米氧化物制備的基礎上進一步考查納米顆粒的尺寸、形貌、微觀結構對提高納米鈣氧化物類材料的除氟性能具有重要的作用。本文比較了兩種構型的殼聚糖(α-殼聚糖和β-殼聚糖)作為調(diào)節(jié)劑來制備納米顆粒的差異主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)研究了由α-殼聚糖誘導的納米鈣磷石形貌調(diào)控及其在飲用水中的高效除氟作用。采用來源廣泛的α-殼聚糖作為調(diào)節(jié)劑來調(diào)控出不同形貌結構的鈣磷石,作為新型除氟吸附劑,并研究其吸附特性。實驗結果表明:采用質量濃度為0.01 wt%的α-殼聚糖作為調(diào)節(jié)劑時,可以調(diào)控出大小為100~200 nm的花瓣狀的鈣磷石納米片,其具有最佳的除氟效果,準二級動力學和Langmuir吸附模型可以很好地闡述除氟吸附過程,根據(jù)Langmuir吸附等溫線可以擬合納米花瓣狀鈣磷石的飽和吸附容量達231.5 mg/g,并且納米鈣磷石除氟具有較寬泛的pH適用范圍,Cl~-、NO_(3-)、SO_4~(2-)、HCO_3~-等共存離子對吸附幾乎沒有影響,而CO_3~(2-)和的存在會對脫氟過程產(chǎn)生抑制,在實際應用中應該倍加注意。以上實驗結果表明納米花瓣狀鈣磷石在實際應用中具有很大的優(yōu)勢。(2)制備了β-殼聚糖調(diào)控的納米鈣磷石,并考察了其除氟性能。以氯化鈣、磷酸二氫鈉作為前驅體,添加β-殼聚糖大分子進行調(diào)控,通過化學沉淀法制得β-殼聚糖/鈣磷石納米復合物脫氟材料。XRD、TEM、SEM等表征結果顯示本研究所制得復合物主要成分為透鈣磷石(Brushite)與三斜磷鈣石(Monetite),主要由大小為100 nm左右的花瓣狀薄片組成。脫氟性能測試結果表明使用0.01 wt%β-殼聚糖作為調(diào)控劑制得的納米鈣磷石復合物脫氟性能較優(yōu):其對濃度為10~50 mg/L、體積為20 m L的含氟水去除率在吸附2 h后可達99.3%,由Langmuir方程擬合得吸附飽和量qm為123.67 mg/g。同時,含氟水的p H值變化對吸附影響較小;常見陰離子對其吸附效果幾乎沒有影響。殼聚糖可以誘導納米鈣磷石形貌調(diào)控,不同類型的殼聚糖可以調(diào)控出不同形貌的鈣磷石。α-殼聚糖可以調(diào)控出納米花瓣狀鈣磷石,β-殼聚糖可以調(diào)控出透鈣磷石和三斜磷鈣石,兩種類型殼聚糖相比,α-殼聚糖調(diào)控出的納米鈣磷石具有較大的吸附量。
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ424;TU991.2

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