【摘要】：隨著人口的快速增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加快,工業(yè)的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化,水污染問題已經(jīng)成為了威脅生命健康的首要問題。有機(jī)污染物因其種類繁雜、難降解和生物毒性高對(duì)水體的污染尤為嚴(yán)重。微米-納米聚合物材料具有比表面積大、耐酸堿、含有大量活性基團(tuán)等特點(diǎn),成為近年來的研究熱點(diǎn)。在催化工業(yè)、電子工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的潛力。聚多巴胺微球(PDMPs)比表面積大,表面具有大量活性基團(tuán),生物毒性較低。本文采用PDMPs作為一種吸附材料,對(duì)水體中的兩種氟喹諾酮類抗生素諾氟沙星(NOR)、環(huán)丙沙星(CIP)和一種陽離子染料孔雀石綠(MG)進(jìn)行去除研究,并考察其吸附機(jī)理:(1)利用多巴胺單體在堿性溶液中的自聚合,采用一種簡(jiǎn)單的水溶液氧化法制備PDMPs,對(duì)其進(jìn)行SEM、TEM、粒度分布、pH_(PZC)和FTIR等表征,結(jié)果表明PDMPs平均粒徑約為200 nm,分散性良好,表面含有大量的氨基、酚羥基和亞氨基等活性官能團(tuán)。(2)利用響應(yīng)面方法(RSM)對(duì)PDMPs吸附NOR和CIP的吸附過程進(jìn)行優(yōu)化。采用Box-Behnken Design(BBD)進(jìn)行了三因素、三水平的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)共有17組。結(jié)果表明,預(yù)測(cè)的回歸方程可以很好的擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于NOR:初始濃度為303 mg/L,pH值為6.6,吸附時(shí)間為97 min時(shí),最大吸附量為0.964 mmol/g;對(duì)于CIP:初始濃度為290 mg/L,pH值為6.9,吸附時(shí)間為89 min時(shí),最大吸附量為0.777 mmol/g。(3)用一系列靜態(tài)試驗(yàn)考察溶液初始濃度、吸附時(shí)間、溶液pH值、鹽離子濃度和溫度等因素對(duì)PDMPs吸附NOR、CIP和MG的影響。發(fā)現(xiàn)吸附量與吸附時(shí)間和濃度呈正相關(guān),鹽離子的加入不利于吸附的進(jìn)行。將得到的動(dòng)力學(xué)和吸附等溫?cái)?shù)據(jù)分別用動(dòng)力學(xué)模型和吸附等溫模型進(jìn)行擬合,并進(jìn)行誤差分析。動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果表明,準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能較好的描述PDMPs對(duì)三種物質(zhì)的吸附過程,粒子內(nèi)擴(kuò)散不是吸附過程的唯一控速步驟。對(duì)吸附等溫模型的研究表明,Langmuir、Redlich-Peterson和Dubinin-Radushkevich吸附等溫模型均能較好的擬合吸附等溫?cái)?shù)據(jù)。在298 K時(shí),Langmuir模型計(jì)算出的PDMPs對(duì)NOR、CIP和MG的最大單層吸附量分別為0.953、0.855和0.743 mmol/g。Dubinin-Radushkevich方程計(jì)算出吸附過程的活化能數(shù)值均小于8 kJ/mol,說明吸附過程主要為物理吸附。計(jì)算吉布斯自由能、熵變和焓變等熱力學(xué)數(shù)據(jù),結(jié)果表明,PDMPs對(duì)三種物質(zhì)的吸附過程均是吸熱的,且可以自發(fā)進(jìn)行。(4)結(jié)合pH值對(duì)吸附量的影響和吸附前后吸附劑的紅外分析結(jié)果,推測(cè)PDMPs對(duì)NOR和CIP的吸附機(jī)理為:靜電作用、氫鍵和π-π堆疊作用,PDMPs對(duì)MG的吸附機(jī)理為靜電作用和π-π堆疊作用。
【圖文】：

緒論分進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)的抗生素未被吸收，隨著尿液和糞便排或作為有機(jī)肥料覆蓋在農(nóng)田中。用于畜牧業(yè)的一部分抗水滲入地下水。用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的抗生素直接進(jìn)入水環(huán)境的淤泥里。地表殘留的抗生素進(jìn)入包氣帶（地面以下潛經(jīng)歷一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物作用經(jīng)過吸附、水過程之后，進(jìn)入地下水[5]。圖 1.1 顯示了抗生素進(jìn)入水體遷移。

圖 1. 2 多巴胺與 DOPA 的結(jié)構(gòu)管聚多巴胺可以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的聚合方法得到，但由于在聚合過復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生一系列中間體，科學(xué)家們聚多理，反應(yīng)機(jī)制和聚多巴胺的結(jié)構(gòu)眾說紛紜[48-50]。直到 2013 年，Li提出了聚多巴胺是由多巴胺單體、5，6-二羥基吲哚和不同飽和度的環(huán)之間 C-C 鍵，，共價(jià)連接形成的高分子聚合物。聚多巴胺鏈之間方式有兩種，一是通過聚多巴胺鏈的平行堆疊，二是在相鄰聚多
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X52;TQ424

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 桂英愛;王洪軍;劉春林;劉中;丁勇;;孔雀石綠及其代謝產(chǎn)物在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)的殘留、危害及檢測(cè)研究進(jìn)展[J];大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào);2007年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張麗娟;微波-KOH法改性花生殼熱解炭對(duì)陽離子染料和4-氯苯酚的吸附研究[D];鄭州大學(xué);2012年

2 段麗杰;超聲強(qiáng)化臭氧氧化模擬染料廢水的研究[D];武漢大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2686878