隨著水體中重金屬污染情況的加劇,如何快速高效去除水體中的重金屬離子成為當(dāng)前環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。其中,鉛離子(Pb~(2+))污染嚴(yán)重,對(duì)動(dòng)植物和人類的危害大,是重金屬污染水體問題中的研究重點(diǎn)。吸附法由于具有處理成本低、適用性廣、易于大規(guī)模應(yīng)用、處理效率高、能夠進(jìn)行深度處理等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛關(guān)注。納米花材料能夠?qū)o(wú)機(jī)和有機(jī)材料復(fù)合,結(jié)合兩部分的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)由于納米花粒子直徑小,因而具有了表面官能團(tuán)多樣、比表面積大的優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)⑵渥鳛槲絼⿷?yīng)用于水體中Pb~(2+)的去除。首先,本文利用自組裝法制備了絲膠蛋白-磷酸亞鐵納米花粉體材料,通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)材料具有花狀形貌,表面存在大量的花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)。同時(shí),通過紅外光譜發(fā)現(xiàn)材料表面還攜帶有大量胺基等活性基團(tuán),能夠與水體中Pb~(2+)發(fā)生反應(yīng)。通過進(jìn)一步的吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),材料吸附的最適條件為:水體中pH值為7,吸附溫度為60℃,經(jīng)過60 min的吸附反應(yīng)能達(dá)到最大吸附量。同時(shí),材料對(duì)水體中Pb~(2+)的選擇吸附性強(qiáng),干擾離子的存在對(duì)吸附過程影響較小。由于粉末在實(shí)際應(yīng)用中存在固液難分離、難回收的問題,因此通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)將粉末材料負(fù)載到載體上解決這一難題。通過前期研究發(fā)現(xiàn),可以通過聚多巴胺將材料粘附到大孔樹脂上,從而達(dá)到后期易于分離的目的。通過掃描電鏡、透射電鏡發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)成功地將納米花負(fù)載到大孔樹脂的表面,并且材料仍具備納米花的花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),生長(zhǎng)時(shí)間會(huì)影響納米花形貌并對(duì)其性能產(chǎn)生影響。經(jīng)過更長(zhǎng)時(shí)間生長(zhǎng)的鐵納米花-樹脂復(fù)合材料表面褶皺更多,比表面積更大,在選擇性能、吸附速率方面優(yōu)于生長(zhǎng)時(shí)間短的材料,但兩種材料相對(duì)于基體材料性能都有很大提升,經(jīng)過負(fù)載的材料在吸附性能方面表現(xiàn)得都更加優(yōu)異。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X52
【部分圖文】：

圖 2-1 掃描圖a)放大 1k 倍; b)放大 5k 倍; c)放大 10k 倍對(duì)材料進(jìn)行 X 射線衍射分析，在衍射角為 18.16°、28.93°、43.40°、56.50°、73.82°等出現(xiàn)了衍射峰，通過查閱 JCPDS 標(biāo)準(zhǔn)卡片分析對(duì)照得到其分子式為 Fe3(PO4)2。峰強(qiáng)

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，這種多孔道的結(jié)構(gòu)有助于鐵納米花-樹脂復(fù)合材料吸附水體中 Pb2+。圖不同生長(zhǎng)時(shí)間下材料的掃描圖，可以看出經(jīng)過前期的生長(zhǎng)成片層狀的材料 72 h 左右生長(zhǎng)為具有花狀形貌的結(jié)構(gòu)，如果進(jìn)一步延長(zhǎng)生長(zhǎng)時(shí)間形貌又變化，由花瓣?duì)钤俅巫優(yōu)槠瑢訝詈桶魻�。�?duì)鐵納米花-樹脂復(fù)合材料進(jìn)行透射電鏡分析，結(jié)果如圖 3-3 所示。圖 3低放大倍數(shù)時(shí)材料的結(jié)構(gòu)，可以看出層狀的 D001-PDA 基體材料，經(jīng)過對(duì)部形貌進(jìn)一步的放大，在圖 3-3b 的淺色邊緣處可以看見細(xì)小的黑色顆粒附層片狀結(jié)構(gòu)上，分析這些黑色細(xì)顆粒即為絲膠蛋白磷酸亞鐵納米花。透射，已經(jīng)有顆粒狀的材料生長(zhǎng)到了 D001-PDA 載體上，結(jié)合掃描圖結(jié)果分析步推測(cè)顆粒狀部分為納米花材料。

圖 3-2 不同生長(zhǎng)時(shí)間鐵納米花-樹脂復(fù)合材料形貌掃描圖a)4h; b)8h; c)24h; d)48h; e)72h; f)96h圖 3-3 鐵納米花-樹脂復(fù)合材料透射圖
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