棉花秸稈生物炭的制備和改性及其對(duì)PPCPs類污染物的吸附探究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-23 14:39
本研究以農(nóng)業(yè)廢棄物棉花秸稈為原材料制備生物質(zhì)炭和改性生物炭,將其應(yīng)用于水體中PPCPs污染物氧氟沙星(Ofloxacine,OFL)和布洛芬(Ibuprofen,IBU)的去除。運(yùn)用掃描電鏡(Scanning electron microscope,SEM)、比表面及孔徑分析儀(Brunauer emmett teller,BET)、紅外光譜(Fourier Transform infrared spectroscopy,FTIR)對(duì)生物炭和改性生物炭分別對(duì)生物炭表面、孔徑、比表面積以及表面官能團(tuán)進(jìn)行表征。同時(shí)探究了氧氟沙星和布洛芬的初始濃度、生物炭和改性生物炭的投加量、溫度、時(shí)間以及溶液的pH對(duì)吸附效果的影響,并結(jié)合吸附動(dòng)力學(xué)、等溫線和熱力學(xué)考察棉花秸稈生物炭和改性生物炭對(duì)水體中PPCPs污染物氧氟沙星和布洛芬的吸附機(jī)理,進(jìn)一步優(yōu)化吸附過程,為農(nóng)業(yè)廢棄物棉花秸稈的資源化利用以提供新的途徑。此外,生物活性炭的生態(tài)安全性是其規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵前提條件,目前對(duì)生物質(zhì)炭的生物毒性了解仍較為有限,本論文研究過程中,在棉花秸稈生物炭體系的生物毒性評(píng)價(jià)中,開展棉花秸稈生物炭、改性生物炭與商業(yè)納米炭基...
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 廢水處理技術(shù)
1.1.1 廢水產(chǎn)生及類型
1.1.2 廢水物理化學(xué)處理技術(shù)
1.1.3 廢水生物處理技術(shù)
1.2 生物炭吸附劑在廢水中的應(yīng)用
1.2.1 生物炭的制備與結(jié)構(gòu)
1.2.2 生物炭在PPCPs廢水處理中的應(yīng)用
1.3 棉花秸稈應(yīng)用現(xiàn)狀
1.4 PPCPs類廢水
1.4.1 PPCPs廢水產(chǎn)生的原因、污染現(xiàn)狀
1.4.2 PPCPs廢水的危害及處理措施
1.5 研究?jī)?nèi)容及意義
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 意義
第2章 棉花秸稈及改性生物質(zhì)炭的制備及其性質(zhì)表征
2.1 材料與方法
2.1.1 棉花秸稈生物質(zhì)炭的制備
2.1.2 改性棉花秸稈生物質(zhì)炭的制備
2.1.3 掃描電鏡(SEM)分析
2.1.4 比表面積及孔徑分析
2.1.5 傅里葉紅外光譜(FTIR)分析
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 SEM分析
2.2.2 比表面積及孔徑分析
2.2.3 紅外光譜(FTIR)分析
2.3 小結(jié)
第3章 棉花秸稈生物質(zhì)炭對(duì)氧氟沙星吸附性能的研究
3.1 材料和方法
3.1.1 氧氟沙星標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
3.1.2 去除率和平衡吸附量的研究
3.1.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
3.1.4 吸附等溫線研究
3.1.5 吸附熱力學(xué)研究
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 氧氟沙星初始濃度的影響
3.2.2 吸附劑投加量的影響
3.2.3 溶液溫度的影響
3.2.4 溶液p H的影響
3.2.5 吸附時(shí)間的影響
3.2.6 吸附動(dòng)力學(xué)的研究
3.2.7 吸附等溫線的研究
3.2.8 吸附熱力學(xué)的研究
3.3 小結(jié)
第4章 棉花秸稈生物質(zhì)炭對(duì)布洛芬吸附性能的研究
4.1 材料和方法
4.1.1 布洛芬準(zhǔn)曲線的制作
4.1.2 去除率和平衡吸附量的研究
4.1.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
4.1.4 吸附等溫線研究
4.1.5 吸附熱力學(xué)研究
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 布洛芬初始濃度的影響
4.2.2 吸附劑投加量的影響
4.2.3 溶液溫度的影響
4.2.4 溶液pH的影響
4.2.5 吸附時(shí)間的影響
4.2.6 吸附動(dòng)力學(xué)的研究
4.2.7 吸附等溫線的研究
4.2.8 吸附熱力學(xué)的研究
4.3 小結(jié)
第5章 改性棉花秸稈生物炭氧氟沙星的研究
5.1 材料與方法
5.1.1 去除率和平衡吸附量的研究
5.1.2 吸附動(dòng)力學(xué)研究
5.1.3 吸附等溫線研究
5.1.4 吸附熱力學(xué)研究
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 氧氟沙星始濃度的影響
5.2.2 吸附劑投加量的影響
5.2.3 溶液溫度的影響
5.2.4 溶液pH的影響
5.2.5 吸附時(shí)間的影響
5.2.6 吸附動(dòng)力學(xué)的研究
5.2.7 吸附等溫線的研究
5.2.8 吸附熱力學(xué)的研究
5.3 小結(jié)
第6章 改性棉花秸稈生物質(zhì)炭吸附布洛芬的研究
6.1 材料和方法
6.1.1 去除率和平衡吸附量的研究
6.1.2 吸附動(dòng)力學(xué)研究
6.1.3 吸附等溫線研究
6.1.4 吸附熱力學(xué)研究
6.2 結(jié)果與討論
6.2.1 布洛芬初始濃度的影響
6.2.2 吸附劑投加量的影響
6.2.3 溶液溫度的影響
6.2.4 溶液pH的影響
6.2.5 吸附時(shí)間的影響
6.2.6 吸附動(dòng)力學(xué)的研究
6.2.7 吸附等溫線的研究
6.2.8 吸附熱力學(xué)的研究
6.3 小結(jié)
第7章 生物炭和改性生物炭生物毒性評(píng)價(jià)分析
7.1 材料與方法
7.1.1 Bold培養(yǎng)基的配置
7.1.2 蛋白核小球藻的轉(zhuǎn)接和培養(yǎng)
7.1.3 蛋白核小球藻濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
7.1.4 蛋白核小球藻毒性評(píng)價(jià)
7.1.5 人支氣管上皮細(xì)胞BEAS-2B的培養(yǎng)
7.1.6 三種炭浸提液的BEAS-2B細(xì)胞抑制評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)
7.1.7 三種炭浸提液的BEAS-2B細(xì)胞凋亡及壞死的影響
7.2 基于蛋白核小球藻毒性結(jié)果與分析
7.2.1 棉花秸稈生物炭對(duì)蛋白核小球藻的影響
7.2.2 改性生物炭對(duì)蛋白核小球藻的影響
7.2.3 商業(yè)納米炭對(duì)蛋白核小球藻的影響
7.2.4 三種炭對(duì)蛋白核小球藻的毒性對(duì)比
7.3 基于人的支氣管上皮細(xì)胞毒性結(jié)果與分析
7.3.1 三種炭對(duì)人支氣管上皮細(xì)胞BEAS-2B抑制作用毒性對(duì)比
7.3.2 棉花秸稈生物炭對(duì)人的支氣管上皮細(xì)胞凋亡及壞死的影響
7.3.3 改性生物炭對(duì)人的支氣管上皮細(xì)胞凋亡及壞死的影響
7.3.4 商業(yè)納米炭對(duì)人的支氣管上皮細(xì)胞凋亡及壞死的影響
7.4 小結(jié)
第8章 結(jié)論與建議
8.1 結(jié)論
8.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表論文情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生物炭/錳氧化物復(fù)合材料對(duì)苯甲酸的吸附研究[J]. 左衛(wèi)元,仝海娟,史兵方,陳盛余,段艷,廖安平. 無機(jī)鹽工業(yè). 2018(08)
[2]一種魚腥草生物炭對(duì)水中Cr(Ⅵ)吸附性能研究[J]. 嚴(yán)云,余曉燕,劉洪,曹芮,靳必強(qiáng),李松. 地球與環(huán)境. 2018(04)
[3]玉米秸稈與甘蔗渣生物炭的制備及其對(duì)Cr6+離子的吸附性能研究[J]. 孟雅靜,王曉雨,溫海蓮,買兆豐,吳啟康,肖朝虎. 農(nóng)產(chǎn)品加工. 2018(05)
[4]####不同原料生物炭對(duì)水體硝態(tài)氮的吸附性能研究[J]. 宋婷婷,李潔,張貴龍,賴欣,陳義軒,王知文,方明,楊殿林. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018 (02)
[5]高粱秸稈生物炭對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究[J]. 趙二勞,尹愛萍,張秀玲,郝麗琴,趙三虎. 化工新型材料. 2017(11)
[6]Ni/C催化劑對(duì)生物質(zhì)氣化制氫的影響[J]. 汪大千,姚丁丁,楊海平,王賢華,陳漢平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[7]水中鎘和芘在核桃殼生物炭上的吸附行為及其交互作用[J]. 王立果,鐘金魁,趙保衛(wèi),張建宇,李柳,楊巧珍,陳偉仡. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[8]磁性生物炭對(duì)重金屬污染廢水處理?xiàng)l件優(yōu)化及機(jī)理[J]. 杜文琪,曹瑋,周航,楊文弢,辜嬌峰,彭佩欽,張平,廖柏寒. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[9]PPCPs在水環(huán)境中的污染現(xiàn)狀與控制研究進(jìn)展[J]. 林龍利,劉國(guó)光. 給水排水. 2017(S1)
[10]采用比表面積和孔徑分析儀測(cè)量納米顆粒粒徑[J]. 胡林彥. 中國(guó)粉體技術(shù). 2017(04)
博士論文
[1]南四湖流域典型人工濕地植物資源化研究[D]. 杜遠(yuǎn)達(dá).山東大學(xué) 2015
[2]微氧水解酸化—復(fù)合好氧工藝處理難降解工業(yè)廢水研究[D]. 黃華山.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]生物質(zhì)碳材料的制備及其性能研究[D]. 張長(zhǎng)存.山東建筑大學(xué) 2016
[2]用于脫除水中重金屬離子的生物質(zhì)基炭材料的制備及改性研究[D]. 姚書恒.東南大學(xué) 2016
[3]KMnO4/MnSO4存在下幾種水熱炭的制備及Pb(Ⅱ)吸附性能研究[D]. 劉茜茜.河北師范大學(xué) 2016
[4]生物炭吸附劑研制及對(duì)廢水中重金屬的吸附特性研究[D]. 許世鵬.濟(jì)南大學(xué) 2015
[5]磁性介孔炭的合成及蛋白藥物吸附與釋放性能初步研究[D]. 王加.廣東藥學(xué)院 2013
[6]香蒲絨活性炭的制備及其對(duì)2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚吸附性能研究[D]. 任亮.山東大學(xué) 2012
[7]生物質(zhì)炭對(duì)水體/紅壤中Cu(Ⅱ)的去除和固定作用[D]. 佟雪嬌.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3155511
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 廢水處理技術(shù)
1.1.1 廢水產(chǎn)生及類型
1.1.2 廢水物理化學(xué)處理技術(shù)
1.1.3 廢水生物處理技術(shù)
1.2 生物炭吸附劑在廢水中的應(yīng)用
1.2.1 生物炭的制備與結(jié)構(gòu)
1.2.2 生物炭在PPCPs廢水處理中的應(yīng)用
1.3 棉花秸稈應(yīng)用現(xiàn)狀
1.4 PPCPs類廢水
1.4.1 PPCPs廢水產(chǎn)生的原因、污染現(xiàn)狀
1.4.2 PPCPs廢水的危害及處理措施
1.5 研究?jī)?nèi)容及意義
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 意義
第2章 棉花秸稈及改性生物質(zhì)炭的制備及其性質(zhì)表征
2.1 材料與方法
2.1.1 棉花秸稈生物質(zhì)炭的制備
2.1.2 改性棉花秸稈生物質(zhì)炭的制備
2.1.3 掃描電鏡(SEM)分析
2.1.4 比表面積及孔徑分析
2.1.5 傅里葉紅外光譜(FTIR)分析
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 SEM分析
2.2.2 比表面積及孔徑分析
2.2.3 紅外光譜(FTIR)分析
2.3 小結(jié)
第3章 棉花秸稈生物質(zhì)炭對(duì)氧氟沙星吸附性能的研究
3.1 材料和方法
3.1.1 氧氟沙星標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
3.1.2 去除率和平衡吸附量的研究
3.1.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
3.1.4 吸附等溫線研究
3.1.5 吸附熱力學(xué)研究
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 氧氟沙星初始濃度的影響
3.2.2 吸附劑投加量的影響
3.2.3 溶液溫度的影響
3.2.4 溶液p H的影響
3.2.5 吸附時(shí)間的影響
3.2.6 吸附動(dòng)力學(xué)的研究
3.2.7 吸附等溫線的研究
3.2.8 吸附熱力學(xué)的研究
3.3 小結(jié)
第4章 棉花秸稈生物質(zhì)炭對(duì)布洛芬吸附性能的研究
4.1 材料和方法
4.1.1 布洛芬準(zhǔn)曲線的制作
4.1.2 去除率和平衡吸附量的研究
4.1.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
4.1.4 吸附等溫線研究
4.1.5 吸附熱力學(xué)研究
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 布洛芬初始濃度的影響
4.2.2 吸附劑投加量的影響
4.2.3 溶液溫度的影響
4.2.4 溶液pH的影響
4.2.5 吸附時(shí)間的影響
4.2.6 吸附動(dòng)力學(xué)的研究
4.2.7 吸附等溫線的研究
4.2.8 吸附熱力學(xué)的研究
4.3 小結(jié)
第5章 改性棉花秸稈生物炭氧氟沙星的研究
5.1 材料與方法
5.1.1 去除率和平衡吸附量的研究
5.1.2 吸附動(dòng)力學(xué)研究
5.1.3 吸附等溫線研究
5.1.4 吸附熱力學(xué)研究
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 氧氟沙星始濃度的影響
5.2.2 吸附劑投加量的影響
5.2.3 溶液溫度的影響
5.2.4 溶液pH的影響
5.2.5 吸附時(shí)間的影響
5.2.6 吸附動(dòng)力學(xué)的研究
5.2.7 吸附等溫線的研究
5.2.8 吸附熱力學(xué)的研究
5.3 小結(jié)
第6章 改性棉花秸稈生物質(zhì)炭吸附布洛芬的研究
6.1 材料和方法
6.1.1 去除率和平衡吸附量的研究
6.1.2 吸附動(dòng)力學(xué)研究
6.1.3 吸附等溫線研究
6.1.4 吸附熱力學(xué)研究
6.2 結(jié)果與討論
6.2.1 布洛芬初始濃度的影響
6.2.2 吸附劑投加量的影響
6.2.3 溶液溫度的影響
6.2.4 溶液pH的影響
6.2.5 吸附時(shí)間的影響
6.2.6 吸附動(dòng)力學(xué)的研究
6.2.7 吸附等溫線的研究
6.2.8 吸附熱力學(xué)的研究
6.3 小結(jié)
第7章 生物炭和改性生物炭生物毒性評(píng)價(jià)分析
7.1 材料與方法
7.1.1 Bold培養(yǎng)基的配置
7.1.2 蛋白核小球藻的轉(zhuǎn)接和培養(yǎng)
7.1.3 蛋白核小球藻濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
7.1.4 蛋白核小球藻毒性評(píng)價(jià)
7.1.5 人支氣管上皮細(xì)胞BEAS-2B的培養(yǎng)
7.1.6 三種炭浸提液的BEAS-2B細(xì)胞抑制評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)
7.1.7 三種炭浸提液的BEAS-2B細(xì)胞凋亡及壞死的影響
7.2 基于蛋白核小球藻毒性結(jié)果與分析
7.2.1 棉花秸稈生物炭對(duì)蛋白核小球藻的影響
7.2.2 改性生物炭對(duì)蛋白核小球藻的影響
7.2.3 商業(yè)納米炭對(duì)蛋白核小球藻的影響
7.2.4 三種炭對(duì)蛋白核小球藻的毒性對(duì)比
7.3 基于人的支氣管上皮細(xì)胞毒性結(jié)果與分析
7.3.1 三種炭對(duì)人支氣管上皮細(xì)胞BEAS-2B抑制作用毒性對(duì)比
7.3.2 棉花秸稈生物炭對(duì)人的支氣管上皮細(xì)胞凋亡及壞死的影響
7.3.3 改性生物炭對(duì)人的支氣管上皮細(xì)胞凋亡及壞死的影響
7.3.4 商業(yè)納米炭對(duì)人的支氣管上皮細(xì)胞凋亡及壞死的影響
7.4 小結(jié)
第8章 結(jié)論與建議
8.1 結(jié)論
8.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表論文情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生物炭/錳氧化物復(fù)合材料對(duì)苯甲酸的吸附研究[J]. 左衛(wèi)元,仝海娟,史兵方,陳盛余,段艷,廖安平. 無機(jī)鹽工業(yè). 2018(08)
[2]一種魚腥草生物炭對(duì)水中Cr(Ⅵ)吸附性能研究[J]. 嚴(yán)云,余曉燕,劉洪,曹芮,靳必強(qiáng),李松. 地球與環(huán)境. 2018(04)
[3]玉米秸稈與甘蔗渣生物炭的制備及其對(duì)Cr6+離子的吸附性能研究[J]. 孟雅靜,王曉雨,溫海蓮,買兆豐,吳啟康,肖朝虎. 農(nóng)產(chǎn)品加工. 2018(05)
[4]####不同原料生物炭對(duì)水體硝態(tài)氮的吸附性能研究[J]. 宋婷婷,李潔,張貴龍,賴欣,陳義軒,王知文,方明,楊殿林. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018 (02)
[5]高粱秸稈生物炭對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究[J]. 趙二勞,尹愛萍,張秀玲,郝麗琴,趙三虎. 化工新型材料. 2017(11)
[6]Ni/C催化劑對(duì)生物質(zhì)氣化制氫的影響[J]. 汪大千,姚丁丁,楊海平,王賢華,陳漢平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[7]水中鎘和芘在核桃殼生物炭上的吸附行為及其交互作用[J]. 王立果,鐘金魁,趙保衛(wèi),張建宇,李柳,楊巧珍,陳偉仡. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[8]磁性生物炭對(duì)重金屬污染廢水處理?xiàng)l件優(yōu)化及機(jī)理[J]. 杜文琪,曹瑋,周航,楊文弢,辜嬌峰,彭佩欽,張平,廖柏寒. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[9]PPCPs在水環(huán)境中的污染現(xiàn)狀與控制研究進(jìn)展[J]. 林龍利,劉國(guó)光. 給水排水. 2017(S1)
[10]采用比表面積和孔徑分析儀測(cè)量納米顆粒粒徑[J]. 胡林彥. 中國(guó)粉體技術(shù). 2017(04)
博士論文
[1]南四湖流域典型人工濕地植物資源化研究[D]. 杜遠(yuǎn)達(dá).山東大學(xué) 2015
[2]微氧水解酸化—復(fù)合好氧工藝處理難降解工業(yè)廢水研究[D]. 黃華山.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]生物質(zhì)碳材料的制備及其性能研究[D]. 張長(zhǎng)存.山東建筑大學(xué) 2016
[2]用于脫除水中重金屬離子的生物質(zhì)基炭材料的制備及改性研究[D]. 姚書恒.東南大學(xué) 2016
[3]KMnO4/MnSO4存在下幾種水熱炭的制備及Pb(Ⅱ)吸附性能研究[D]. 劉茜茜.河北師范大學(xué) 2016
[4]生物炭吸附劑研制及對(duì)廢水中重金屬的吸附特性研究[D]. 許世鵬.濟(jì)南大學(xué) 2015
[5]磁性介孔炭的合成及蛋白藥物吸附與釋放性能初步研究[D]. 王加.廣東藥學(xué)院 2013
[6]香蒲絨活性炭的制備及其對(duì)2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚吸附性能研究[D]. 任亮.山東大學(xué) 2012
[7]生物質(zhì)炭對(duì)水體/紅壤中Cu(Ⅱ)的去除和固定作用[D]. 佟雪嬌.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3155511
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