產(chǎn)油微藻作為一種可再生的生物質(zhì)能源,近年來(lái)備受關(guān)注。由于產(chǎn)油微藻的生長(zhǎng)特性,其采收環(huán)節(jié)成為限制微藻能源高效利用的主要因素。在傳統(tǒng)微藻收集方法的基礎(chǔ)上,磁絮凝分離技術(shù)作為一種新興的微藻收集方法,它以快速、高效的優(yōu)點(diǎn)而在近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。本文基于磁絮凝分離技術(shù),分別采用三種陽(yáng)離子聚合物:聚合氯化鋁(PAC1)、胺甲基化改性植物多酚(APP)、季銨鹽化改性植物多酚(QPP)對(duì)Fe3O4功能化包覆,制備得到了 Fe3O4/PACl、Fe304/APP、Fe304/QPP三種磁性復(fù)合材料。研究了磁性復(fù)合材料的理化性質(zhì)及收集普通小球藻的性能。采用DLVO理論及酸堿作用(AB)修正的E-DLVO理論模型,研究磁性復(fù)合材料與藻細(xì)胞之間相互作用機(jī)制;采用磁力修正的M-DLVO理論模型,研究收集后磁-藻絮體之間相互作用機(jī)制。本論文主要得到以下研究結(jié)果:PACl對(duì)Fe3O4功能化包覆后,得到Fe304/PACl磁性復(fù)合材料,等電點(diǎn)為13.1。Fe3O4和 PAC1 以 Fe3O4/PACl 的投加策略投加,且濃度為((10.0 g/L)/(0.625 mmol Al/L))時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)96%的微藻收集。堿...

【文章頁(yè)數(shù)】：148 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 產(chǎn)油微藻收集方法
        1.2.1 重力沉降
        1.2.2 離心
        1.2.3 過(guò)濾
        1.2.4 氣浮
        1.2.5 超聲波技術(shù)
        1.2.6 絮凝
    1.3 磁絮凝分離技術(shù)
        1.3.1 磁性材料的使用
        1.3.2 Fe₃O₄包覆常用的陽(yáng)離子聚合物
        1.3.3 Fe₃O₄包覆材料的應(yīng)用
    1.4 藻細(xì)胞分離及Fe₃O₄再生
        1.4.1 常用的再生方式
        1.4.2 再生后Fe₃O₄的性能
    1.5 Fe₃O₄功能化包覆及收集微藻研究現(xiàn)狀
    1.6 研究目的和研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
        1.6.3 技術(shù)路線
2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
    2.3 藻種培養(yǎng)
    2.4 磁性復(fù)合材料包覆制備
        2.4.1 PACl和PAM包覆Fe₃O4

        2.4.2 APP包覆Fe₃O₄

        2.4.3 QPP包覆Fe₃O₄

    2.5 磁性復(fù)合材料理化性質(zhì)表征
        2.5.1 SEM形貌與EDS能譜分析
        2.5.2 粒度分布
        2.5.3 紅外譜圖分析
        2.5.4 X射線光電子能譜譜圖分析
        2.5.5 X射線衍射譜圖分析
        2.5.6 熱重分析
        2.5.7 磁滯回線表征
    2.6 收集普通小球藻過(guò)程
    2.7 收集普通小球藻影響因素
    2.8 Fe₃O₄再生
    2.9 其他分析測(cè)試
        2.9.1 藻細(xì)胞計(jì)數(shù)方法
        2.9.2 Zeta電位測(cè)定方法
        2.9.3 接觸角測(cè)定
        2.9.4 藻樣品掃描電子顯微鏡觀察
        2.9.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
3 PACl和PAM包覆Fe₃O₄收集普通小球藻性能與機(jī)制分析
    3.1 Fe₃O₄/PACl/PAM磁性復(fù)合材料理化性質(zhì)分析
        3.1.1 Fe₃O₄晶型構(gòu)象分析
        3.1.2 Fe₃O₄表面形貌及元素組成分析
        3.1.3 Fe₃O₄/PACl/PAM表面官能團(tuán)分析
        3.1.4 Fe₃O₄/PACl/PAM表面電荷分析
    3.2 Fe₃O₄/PACl收集普通小球藻性能
        3.2.1 PACl和Fe₃O₄包覆比例研究
        3.2.2 Fe₃O₄/PACl/PAM包覆策略研究
        3.2.3 藻液pH值對(duì)普通小球藻收集效果的影響
        3.2.4 胞外分泌物對(duì)普通小球藻收集效果的影響
        3.2.5 收集后上清液對(duì)普通小球藻再培養(yǎng)
    3.3 Fe₃O₄/PACl+PAM收集普通小球藻機(jī)理分析
    3.4 小結(jié)
4 APP包覆Fe₃O₄收集普通小球藻性能與機(jī)制分析
    4.1 Fe₃O₄/APP磁性復(fù)合材料理化性質(zhì)分析
        4.1.1 Fe₃O₄/APP表面官能團(tuán)分析分析
        4.1.2 Fe₃O₄/APP表面化學(xué)價(jià)鍵分析
        4.1.3 Fe₃O₄/APP表面電荷分析
        4.1.4 Fe₃O₄/APP熱穩(wěn)定性分析
        4.1.5 Fe₃O₄/APP磁特性分析
    4.2 Fe₃O₄/APP磁性復(fù)合材料收集普通小球藻性能
        4.2.1 APP和Fe₃O₄包覆策略
        4.2.2 APP和Fe₃O₄包覆比例
        4.2.3 Fe₃O₄/APP收集普通小球藻影響因素
    4.3 Fe₃O₄再生及重包覆再使用
        4.3.1 Fe₃O₄再生
        4.3.2 APP與Fe₃O₄重包覆
        4.3.3 Fe₃O₄/APP重包覆后再使用
    4.4 Fe₃O₄/APP收集普通小球藻機(jī)理分析
    4.5 小結(jié)
5 QPP包覆Fe₃O₄收集普通小球藻性能與機(jī)制分析
    5.1 Fe₃O₄/QPP磁性復(fù)合材料理化性質(zhì)分析
        5.1.1 Fe₃O₄/QPP表面官能團(tuán)分析
        5.1.2 Fe₃O₄/QPP表面化學(xué)價(jià)鍵分析
        5.1.3 Fe₃O₄/QPP表面電荷分析
        5.1.4 Fe₃O₄/QPP熱穩(wěn)定性分析
        5.1.5 Fe₃O₄/QPP磁特性分析
    5.2 Fe₃O₄/QPP磁性復(fù)合材料收集普通小球藻性能
        5.2.1 Fe₃O₄/QPP投加量對(duì)普通小球藻收集效果影響
        5.2.2 藻液pH值對(duì)普通小球藻收集效果影響
        5.2.3 胞外分泌物對(duì)普通小球藻收集效果影響
        5.2.4 藻細(xì)胞密度對(duì)普通小球藻收集效果影響
    5.3 Fe₃O₄再生及重包覆再利用
        5.3.1 Fe₃O₄再生
        5.3.2 QPP與Fe₃O₄重包覆
        5.3.3 重包覆后再使用
        5.3.4 上清液對(duì)普通小球藻再培養(yǎng)
    5.4 Fe₃O₄/QPP收集普通小球藻機(jī)理分析
    5.5 小結(jié)
6 磁性復(fù)合材料與普通小球藻相互作用機(jī)制研究
    6.1 概述
    6.2 磁性復(fù)合材料與普通小球藻DLVO相互作用計(jì)算
        6.2.1 DLVO理論模型
        6.2.2 顆粒間DLVO相互作用計(jì)算
        6.2.3 Fe₃O₄/APP與普通小球藻之間DLVO相互作用計(jì)算
        6.2.4 Fe₃O₄/QPP與普通小球藻之間DLVO相互作用計(jì)算
    6.3 磁性復(fù)合材料與普通小球藻E-DLVO相互作用計(jì)算
        6.3.1 E-DLVO理論模型
        6.3.2 顆粒間E-DLVO相互作用計(jì)算
        6.3.3 磁性復(fù)合材料與普通小球藻之間E-DLVO相互作用計(jì)算
    6.4 磁-藻絮體之間M-DLVO相互作用計(jì)算
        6.4.1 M-DLVO理論模型
        6.4.2 磁-藻絮體之間M-DLVO相互作用計(jì)算
    6.5 小結(jié)
7 結(jié)論與建議
    7.1 結(jié)論
    7.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 建議
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
獲得成果目錄清單
致謝



本文編號(hào)：3943102

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