【摘要】：工業(yè)廢水中通常含有大量有機染料、重金屬和油等污染物,直接排放會造成嚴重的環(huán)境問題。目前大部分的研究都只針對一類污染物的去除,通常需要串聯(lián)多個設備單元,以達到處理多種污染物的目的。本課題旨在開發(fā)新型多功能水凈化技術,同時高效去除水中染料、重金屬和油污三類污染物,達到簡化水凈化流程,降低污水治理成本的目的。(1)多功能陽離子凝膠的制備及應用研究。采用簡單的一步共聚環(huán)氧氯丙烷-乙二胺制備了一種新型的季銨陽離子水凝膠(PEE-Gel),用于高效地去除廢水中的有毒染料和不溶性油。PEE-Gel對陰離子染料在酸性、中性和堿性條件下都表現(xiàn)出極高的吸附效率和吸附選擇性。最大吸附容量高達1540·2 mg·g~(-1),高于目前已報道的絕大部分吸附材料。且在低染料濃度下(10 mg·L~(-1)),吸附能力仍能達到1411.4 mg·g~(-1),非常接近其最大吸附容量,表明PEE-Gel具有非常大的實際應用潛力。PEE-Gel對陰離子染料的高吸附選擇性可應用于染料混合溶液的高效分離。此外PEE-Gel對陰離子染料的吸附非常穩(wěn)定,難以再生。但飽和吸附染料后的凝膠(PEE-Gel-Dye)表現(xiàn)出空氣中超親水、超親油,水下超疏油的性質,使這種‘廢料’可再生用于水包油型微乳液的高效持續(xù)分離。這些結果表明,PEE-Gel是一種有非常有潛力的多功能水凈化材料。(2)多功能陰離子型生物基復合材料的制備及應用研究。本章通過簡單的熱交聯(lián)殼聚糖與聚丙烯酸制備了一種多功能的生物基復合材料(CH-PAA-T),可同時高效去除水中不溶性油、可溶性毒性染料和重金屬離子。CH-PAA-T對陽離子染料和重金屬離子表現(xiàn)出高的吸附效率和高的吸附選擇性,其中對亞甲基藍(MB)和Cu~(2+)的最大吸附容量分別為990.1 mg·g~(-1)和135.9 mg·g~(-1),高于大部分已報道的先進吸附材料。CH-PAA-T的高吸附選擇性可用于有機染料高效分離。此外CH-PAA-T具有穩(wěn)定的水下超疏油性,使其可用于吐溫80穩(wěn)定的水包油微乳液的高效分離。CH-PAA-T在染料、重金屬吸附,及油水分離過程中,循環(huán)使用多次后,去除效率幾乎不會降低。總的來說,CH-PAA-T是一種非常有競爭力的多功能水凈化材料。(3)多功能3D多孔聚氨酯/聚丙烯酸薄膜的制備及應用研究。通過簡單的溶劑澆鑄-鹽浸法和熱交聯(lián)法制備了一種3D多孔聚氨酯/聚丙烯酸(PU-PAA)膜。這種膜具有高的孔隙率和特殊的孔徑(d40μm),大量的羧基賦予了其穩(wěn)定的水下超疏油性和大量的吸附位點。穩(wěn)定的超疏油性使PU-PAA膜可用于表面活性劑穩(wěn)定的水包油微乳液的高效分離,同時羧基負離子能夠同時吸附水中的陽離子染料和重金屬,真正意義上實現(xiàn)了水中多種污染物的同時去除。在去除水中污染物過程中,PU-PAA膜表現(xiàn)出高通量、高選擇性、易回收、高效率和高容量等特性。本節(jié)研究可為新型多功能水凈化技術的開發(fā)提供新思路。
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34;X703
【圖文】：

具有價格低廉、來源廣泛、可再生等優(yōu)點。天然礦物吸附效率低，一般需要經(jīng)過活化、化學改性等處理以提高吸附效率。如 Akgül 等人通過 NaOH 對斜發(fā)沸石沸石進行脫硅處理（圖1-1），提升了斜發(fā)沸石的孔隙率，最大吸附能力達到47 mg·g-1，較未改性的斜發(fā)沸石效率提升了約 47%[16]。又如 Wang 課題組采用非離子型表面活性劑-辛基酚聚氧乙烯醚改性蒙脫石黏土，對陽離子染料 MB 的吸附能力高達781 mg·g-1[17]。1.1.3.2 天然聚合物天然高分子如纖維素、淀粉、殼聚糖、藻膠、DNA、蛋白質等具有成本低、可再生、可降解、來源廣等特點，被視為廢水處理的理想材料之一。但是天然聚

圖 1-2 纖維素基吸附材料的制備示意圖Fig. 1-2 Schematic Drawing for the Synthesis of Cellulose-based Bioadsorben合成聚合物聚合通常含有大量官能團吸附位點和特殊的孔結構，因此此類

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本文編號：2735906