水是生命之源,維持著地球整個生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。隨著重金屬在人類社會的廣泛應(yīng)用,伴隨而來的水體系重金屬污染對人類和動物的生命健康造成嚴重威脅。纖維素納米纖絲是一種新興的生物質(zhì)吸附材料,憑借其獨特的環(huán)境友好特性和物化特性（如比表面積高、擴散距離短、高的化學(xué)反應(yīng)活性等優(yōu)點）,在水體系重金屬污染治理領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。開展纖維素納米纖絲吸附材料的研究對保護人類與動物生命健康,維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展以及實現(xiàn)我國綠色發(fā)展戰(zhàn)略具有現(xiàn)實意義。通過化學(xué)改性為纖維素納米纖絲引入吸附活性位點是實現(xiàn)其在重金屬污染治理領(lǐng)域應(yīng)用的重要前提。然而,當(dāng)前報道的化學(xué)改性方法還存在改性過程復(fù)雜、活性位點引入量有限的問題。針對上述問題,本文提出將活性位點的引入與纖維素納米纖絲（CNFs）的制備合二為一制備CNFs的策略,利用非選擇性的羧甲基化法對纖維進行改性,再結(jié)合均質(zhì)處理工藝,制備出高羧基含量的羧甲基化纖維素納米纖絲（CMCNFs）。通過調(diào)控氫氧化鈉和氯乙酸的用量,制備得到最高羧基含量為2.7 mmol/g的CMCNF-2.7。通過透射電鏡（TEM）和原子力顯微鏡（AFM）表征證明,CMCNFs的形態(tài)、直徑和長... 

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
第一章 緒論
    1.1 水污染現(xiàn)狀
        1.1.1 水污染來源、種類及其危害
    1.2 水體系重金屬污染現(xiàn)狀
        1.2.1 重金屬廢水的來源、種類及危害
        1.2.2 重金屬廢水處理方法
    1.3 纖維素納米纖絲概述
        1.3.1 纖維素納米纖絲來源、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
    1.4 纖維素納米纖絲吸附材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 纖維素納米纖絲的制備
        1.4.2 纖維素納米纖絲的化學(xué)改性
        1.4.3 纖維素納米纖絲的結(jié)構(gòu)設(shè)計
            1.4.3.1 膜結(jié)構(gòu)
            1.4.3.2 體結(jié)構(gòu)
    1.5 本課題研究意義、內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 主要創(chuàng)新點
第二章 實驗技術(shù)及測試方法
    2.1 實驗試劑與實驗儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 CMCNFs的制備與結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 紅外光譜表征
        2.2.2 Zeta電位測試
        2.2.3 直徑表征
        2.2.4 長度表征
        2.2.5 晶體結(jié)構(gòu)表征
        2.2.6 羧基含量測定
        2.2.7 得率測定
    2.3 吸附材料對Cu~(2+)吸附性能測試
    2.4 CMCNFs的 Cu~(2+)吸附機理
        2.4.1 元素分布
        2.4.2 微觀形貌表征
        2.4.3 XPS表征
    2.5 CMCNFs去除水體系Cu~(2+)的應(yīng)用性能
    2.6 CMCNFs凝膠球的制備與結(jié)構(gòu)表征
        2.6.1 CMCNFs凝膠球形成過程
        2.6.2 NaCl溶液滲透實驗
        2.6.3 微觀結(jié)構(gòu)表征
        2.6.4 負載量測試
        2.6.5 負載厚度表征
        2.6.6 熱重分析
    2.7 CMCNFs凝膠球的Cu~(2+)吸附機理
        2.7.1 SEM表征
        2.7.2 XPS表征
    2.8 CMCNFs凝膠球去除水體系Cu~(2+)的應(yīng)用性能
        2.8.1 抗壓性能測試
        2.8.2 彈性測試
        2.8.3 循環(huán)性測試
        2.8.4 儲存穩(wěn)定性測試
        2.8.5 回復(fù)性表征
        2.8.6 殘余Ca~(2+)濃度測試
        2.8.7 CMCNFs凝膠球柱式吸附性能
    2.9 吸附機制研究
        2.9.1 吸附等溫線
        2.9.2 吸附動力學(xué)
第三章 羧甲基化纖維素納米纖絲制備的研究
    3.1 引言
    3.2 CMCNFs的制備
    3.3 CMCNFs的結(jié)構(gòu)和性能表征
        3.3.1 制備工藝
        3.3.2 羧基含量測定
        3.3.3 CMCNFs得率
        3.3.4 Zeta電位表征
        3.3.5 紅外光譜表征
        3.3.6 XRD表征
        3.3.7 TEM表征
        3.3.8 AFM表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 羧甲基化纖維素納米纖絲的Cu~(2+)吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 CMCNFs的 Cu~(2+)的吸附性能
        4.2.1 pH對吸附性能的影響
        4.2.2 Cu~(2+)初始濃度對吸附性能的影響
        4.2.3 接觸時間對吸附性能的影響
        4.2.4 羧基含量對吸附性能的影響
        4.2.5 吸附等溫線
    4.3 CMCNFs的 Cu~(2+)吸附機理
        4.3.1 SEM-EDS元素分析
        4.3.2 XPS表征
        4.3.3 吸附動力學(xué)
        4.3.4 吸附機理
    4.4 CMCNFs去除水體系Cu~(2+)的應(yīng)用性能
    4.5 本章小結(jié)
第五章 羧甲基化纖維素納米纖絲凝膠球的制備及其Cu~(2+)吸附性能研究
    5.1 引言
    5.2 CMCNFs凝膠球CAb的制備
    5.3 CMCNFs凝膠球的形成機制
        5.3.1 CMCNFs的負載
        5.3.2 微球形成過程表征
        5.3.3 鹽效應(yīng)對凝膠球形成的影響
        5.3.4 ESEM表征
        5.3.5 光學(xué)顯微鏡表征
    5.4 CMCNFs凝膠球Cu~(2+)吸附性能
        5.4.1 pH對吸附性能的影響
        5.4.2 時間對吸附性能的影響
    5.5 CMCNFs凝膠球的Cu~(2+)吸附機理
        5.5.1 吸附等溫線
        5.5.2 吸附動力學(xué)
        5.5.3 SEM表征
        5.5.4 XPS表征
    5.6 CMCNFs凝膠球的應(yīng)用性能
        5.6.1 彈性性能測試
        5.6.2 抗壓能力測試
        5.6.3 儲存穩(wěn)定性測試
        5.6.4 回復(fù)性表征
        5.6.5 循環(huán)性表征
        5.6.6 殘余Ca~(2+)濃度測試
        5.6.7 柱式吸附工藝去除水體系Cu~(2+)的應(yīng)用性能
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻】：
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本文編號：3654320