基于貽貝仿生技術(shù)改性聚氨酯海綿及其快速吸附水中污染物的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-06 22:20
水污染已經(jīng)嚴(yán)重的影響人體健康,制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年有2500多萬人死于水污染。污水中含有多種有害物質(zhì),其中有毒溶劑、染料分子和重金屬離子具有嚴(yán)重的致畸性、致癌性。這些毒素污染物能穩(wěn)定存在于污水中,這增加了清除的難度。雖然目前已經(jīng)報(bào)道了許多關(guān)于清除這些毒素分子的工作,但這些材料的制備工藝相對復(fù)雜,清除效果仍然不盡理想,因此,開發(fā)一種簡便高效快速的方法來吸附這些毒素分子是迫切需求的。本文旨在研究一種簡單通用的方法,實(shí)現(xiàn)對污水中有毒溶劑、染料分子和重金屬離子的高效快速清除。為此,我們選用具有良好的機(jī)械性能、吸附性能較好和獨(dú)特三維多空結(jié)構(gòu)的聚氨酯海綿為基材,通過貽貝仿生化學(xué)技術(shù)和原位聚合方法對其進(jìn)行化學(xué)改性,制備了一系列多功能聚氨酯海綿吸附劑。并系統(tǒng)的研究其吸附性能和吸附機(jī)理,主要包括以下三個(gè)部分:第一部分,基于貽貝仿生化學(xué)技術(shù)和原位聚合方法改性聚氨酯海綿,制備了具有超疏水/超親油性能聚氨酯海綿,從而實(shí)現(xiàn)對污水中有毒溶劑的快速吸附。我們以多巴胺分子為原料合成3,4-二羥基苯乙基-丙烯酰胺(DHBAA),并將其和多巴胺混合共同涂敷于聚氨酯海綿表面,制備貽貝仿生聚氨酯海綿(PUSD),隨后,...
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 水污染的現(xiàn)狀
1.2 水污染的處理方法
1.2.1 焚燒法
1.2.2 撇油法
1.2.3 光催化法
1.2.4 氧化法
1.2.5 過濾法
1.2.6 吸附法
1.3 聚氨酯海綿
1.4 貽貝仿生化學(xué)
1.4.1 貽貝仿生化學(xué)在吸附/分離有毒溶劑方面的應(yīng)用
1.4.2 貽貝仿生化學(xué)在清除染料和重金屬離子方面的應(yīng)用
1.5 貽貝仿生化學(xué)改性的PU海綿吸附劑
1.6 課題的提出與研究內(nèi)容
1.6.1 課題的提出
1.6.2 課題研究內(nèi)容
第2章 1-十六烯改性的聚氨酯海綿用于快速吸附有害溶劑
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 實(shí)驗(yàn)部分
2.3.1 3 ,4-二羥基苯乙基-丙烯酰胺的合成與表征
2.3.2 PUSD海綿的制備
2.3.3 PUSD-18ene海綿的制備
2.3.4 形貌和濕潤性表征
2.3.5 PUSD-16ene對不同有機(jī)溶劑的吸附
2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.4.1 PUSD和PUSD-16ene海綿的表征
2.4.2 PUSD-16ene的力學(xué)性能
2.4.3 PUSD-16ene的親疏水性
2.4.4 可回收性和重復(fù)性
2.4.5 均勻分散乳液的吸附
2.4.6 有機(jī)溶劑的連續(xù)快速吸附
2.5 吸附性能的比較
2.6 小結(jié)
第3章 丙烯酸改性的聚氨酯海綿用于快速吸附陽離子染料
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.3 實(shí)驗(yàn)部分
3.3.1 PUSDAD海綿的制備
3.3.2 表征
3.3.3 吸附實(shí)驗(yàn)
3.3.4 PUSDAD羧基接枝率實(shí)驗(yàn)
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.4.1 材料表征
3.4.2 材料性能
3.4.3 PUSDAD對陽離子染料及重金屬離子的吸附
3.4.4 重復(fù)使用和循環(huán)利用性
3.4.5 pH值的影響及其穩(wěn)定性
3.4.6 對其他陽離子的吸附性能
3.4.7 PUSDAD和其他吸附材料的比較
3.4.8 連續(xù)吸附
3.5 本章小結(jié)
第4章 乙烯基苯磺酸鈉改性的聚氨酯海綿用于快速吸附陽離子染料
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.3 實(shí)驗(yàn)部分
4.3.1 PUSDS海綿的制備
4.3.2 表征
4.3.3 吸附實(shí)驗(yàn)
4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.4.1 PUSDS海綿的表征
4.4.2 濃度和pH對 PUSDS-20吸附能力的影響
4.4.3 PUSDS-20的力學(xué)性能和可循環(huán)再生性
4.4.4 PUSDS-20的循環(huán)再生性能
4.4.5 PUSDS-20的選擇性吸附
4.4.6 連續(xù)自動(dòng)吸附實(shí)驗(yàn)
4.4.7 吸附性能與以往工作的比較
4.4.8 對重金屬離子的清除
4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 全文主要結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間取得的科研成果
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝
本文編號(hào):3172716
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 水污染的現(xiàn)狀
1.2 水污染的處理方法
1.2.1 焚燒法
1.2.2 撇油法
1.2.3 光催化法
1.2.4 氧化法
1.2.5 過濾法
1.2.6 吸附法
1.3 聚氨酯海綿
1.4 貽貝仿生化學(xué)
1.4.1 貽貝仿生化學(xué)在吸附/分離有毒溶劑方面的應(yīng)用
1.4.2 貽貝仿生化學(xué)在清除染料和重金屬離子方面的應(yīng)用
1.5 貽貝仿生化學(xué)改性的PU海綿吸附劑
1.6 課題的提出與研究內(nèi)容
1.6.1 課題的提出
1.6.2 課題研究內(nèi)容
第2章 1-十六烯改性的聚氨酯海綿用于快速吸附有害溶劑
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 實(shí)驗(yàn)部分
2.3.1 3 ,4-二羥基苯乙基-丙烯酰胺的合成與表征
2.3.2 PUSD海綿的制備
2.3.3 PUSD-18ene海綿的制備
2.3.4 形貌和濕潤性表征
2.3.5 PUSD-16ene對不同有機(jī)溶劑的吸附
2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.4.1 PUSD和PUSD-16ene海綿的表征
2.4.2 PUSD-16ene的力學(xué)性能
2.4.3 PUSD-16ene的親疏水性
2.4.4 可回收性和重復(fù)性
2.4.5 均勻分散乳液的吸附
2.4.6 有機(jī)溶劑的連續(xù)快速吸附
2.5 吸附性能的比較
2.6 小結(jié)
第3章 丙烯酸改性的聚氨酯海綿用于快速吸附陽離子染料
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.3 實(shí)驗(yàn)部分
3.3.1 PUSDAD海綿的制備
3.3.2 表征
3.3.3 吸附實(shí)驗(yàn)
3.3.4 PUSDAD羧基接枝率實(shí)驗(yàn)
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.4.1 材料表征
3.4.2 材料性能
3.4.3 PUSDAD對陽離子染料及重金屬離子的吸附
3.4.4 重復(fù)使用和循環(huán)利用性
3.4.5 pH值的影響及其穩(wěn)定性
3.4.6 對其他陽離子的吸附性能
3.4.7 PUSDAD和其他吸附材料的比較
3.4.8 連續(xù)吸附
3.5 本章小結(jié)
第4章 乙烯基苯磺酸鈉改性的聚氨酯海綿用于快速吸附陽離子染料
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.3 實(shí)驗(yàn)部分
4.3.1 PUSDS海綿的制備
4.3.2 表征
4.3.3 吸附實(shí)驗(yàn)
4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.4.1 PUSDS海綿的表征
4.4.2 濃度和pH對 PUSDS-20吸附能力的影響
4.4.3 PUSDS-20的力學(xué)性能和可循環(huán)再生性
4.4.4 PUSDS-20的循環(huán)再生性能
4.4.5 PUSDS-20的選擇性吸附
4.4.6 連續(xù)自動(dòng)吸附實(shí)驗(yàn)
4.4.7 吸附性能與以往工作的比較
4.4.8 對重金屬離子的清除
4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 全文主要結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間取得的科研成果
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝
本文編號(hào):3172716
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