本文關(guān)鍵詞：電增強活性炭纖維吸附兩種磺胺類抗生素的研究

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【摘要】：磺胺類抗生素廣泛應(yīng)用于人類醫(yī)療和畜牧業(yè)生產(chǎn),是重要的人畜共用藥物,近年來在環(huán)境中污染現(xiàn)象嚴(yán)重。抗生素進(jìn)入動物和人體后,大部分會以原藥或代謝物的形式排出體外,進(jìn)入水體和土壤中,對人類健康及生態(tài)環(huán)境造成潛在威脅。因此開發(fā)安全高效的抗生素去除方法勢在必行。電吸附是一種不涉及電子得失的非法拉第過程,通過外加極化電場能夠提高吸附速率和吸附容量,是一種效率高,能耗低,環(huán)境友好的處理技術(shù),近年來在水污染控制領(lǐng)域得到了廣泛的肯定和支持。本論文以新型碳納米材料活性炭纖維(ACFs)作為電吸附材料,以磺胺類抗生素磺胺甲惡唑(SMX)和磺胺乙酰鈉(SA-Na)作為目標(biāo)污染物,考察靜態(tài)模式以及連續(xù)流模式下活性炭纖維對污染物的吸附效果,分析吸附特征和影響因素。為以活性炭纖維為電吸附材料在抗生素水污染控制領(lǐng)域的應(yīng)用提供依據(jù),并為電吸附技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域的擴大化應(yīng)用提供裝置設(shè)計參考。圍繞以上研究內(nèi)容和目標(biāo)主要開展了以下工作：(1)設(shè)計靜態(tài)實驗,考察電增強活性炭纖維對污染物SMX和SA-Na的吸附效果。研究表明,電增強ACFs對SMX和SA-Na的吸附動力學(xué)符合二級動力學(xué)模型,吸附等溫線符合Freundlich模型,初始吸附速率和吸附容量均隨外加電壓的增大而增大。外加1V電壓時,SMX和SA-Na的初始吸附速率分別為開路條件的1.35倍和1.55倍,平衡常數(shù)KF的值分別是開路條件下的1.9倍和2.5倍,分析污染物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和ACFs的零電荷點發(fā)現(xiàn)靜電吸引作用是吸附容量和吸附速率提高的主要原因。SMX和SA-Na吸附量的差異則主要受其疏水性的影響。(2)連續(xù)流模式下,設(shè)計制作電增強活性炭纖維吸附過濾裝置,考察外加電壓,進(jìn)水流量以及進(jìn)水濃度等條件對吸附效果的影響。研究結(jié)果表明,外加電壓為1V時,SMX和SA-Na的吸附量分別為開路條件下1.77倍和1.85倍,污染物的最高去除效率可以達(dá)到99.5%以上,吸附穿透時間明顯延長；SMX和SA-Na的吸附量隨進(jìn)水流量的增大而減小,隨進(jìn)水濃度的增大而增大。本論文采用ACFs電增強吸附SMX和SA-Na,實現(xiàn)了目標(biāo)污染物的有效去除,為以活性炭纖維為電吸附材料在抗生素水污染控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供參考。
【關(guān)鍵詞】：活性炭纖維 電增強吸附 磺胺甲惡唑 磺胺乙酰鈉
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O647.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-25
• 1.1 磺胺類抗生素概述9-13
• 1.1.1 抗生素簡介9-10
• 1.1.2 磺胺類抗生素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)10-12
• 1.1.3 磺胺類抗生素在水體中的來源及污染現(xiàn)狀12
• 1.1.4 磺胺類抗生素的危害12-13
• 1.2 活性炭纖維概述13-16
• 1.2.1 活性炭纖維的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)13-14
• 1.2.2 活性炭纖維的原料和制備14-15
• 1.2.3 活性炭纖維在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用15-16
• 1.3 吸附技術(shù)16-19
• 1.3.1 吸附理論16-17
• 1.3.2 吸附作用17
• 1.3.3 吸附動力學(xué)理論17-18
• 1.3.4 吸附熱力學(xué)理論18-19
• 1.4 電吸附技術(shù)研究進(jìn)展19-23
• 1.4.1 電吸附原理19-21
• 1.4.2 電吸附電極材料及其應(yīng)用21-23
• 1.5 選題依據(jù)、目的、意義和研究內(nèi)容23-25
• 1.5.1 選題依據(jù)23
• 1.5.2 選題目的和意義23-24
• 1.5.3 研究內(nèi)容24-25
• 2 靜態(tài)模式下電增強活性炭纖維吸附SMX和SA-Na的研究25-41
• 2.1 引言25-26
• 2.2 實驗材料與方法26-31
• 2.2.1 實驗材料26-27
• 2.2.2 目標(biāo)污染物的分析方法27-28
• 2.2.3 活性炭纖維的預(yù)處理28-29
• 2.2.4 活性炭纖維的表征29
• 2.2.5 靜態(tài)模式下電增強活性炭纖維吸附實驗29-31
• 2.3 結(jié)果與討論31-40
• 2.3.1 活性炭纖維的表征31-34
• 2.3.2 污染物結(jié)構(gòu)特征34-35
• 2.3.3 污染物電化學(xué)穩(wěn)定性35-36
• 2.3.4 電吸附動力學(xué)36-38
• 2.3.5 電吸附等溫線38-40
• 2.4 小結(jié)40-41
• 3 連續(xù)流模式下電增強活性炭纖維吸附SMX和SA-Na的研究41-51
• 3.1 引言41
• 3.2 實驗材料與方法41-45
• 3.2.1 實驗材料41-42
• 3.2.2 連續(xù)流模式下電增強活性炭纖維吸附實驗42-45
• 3.3 結(jié)果與討論45-50
• 3.3.1 電壓對吸附的影響45-47
• 3.3.2 進(jìn)水流量對吸附的影響47-49
• 3.3.3 進(jìn)水濃度對吸附的影響49-50
• 3.4 小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況57-58
• 致謝58-59

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本文編號：738002