重金屬?gòu)U水來(lái)源廣泛,是重金屬的重點(diǎn)污染源,嚴(yán)重危及飲用水安全及國(guó)民健康。目前主要采用的傳統(tǒng)石灰中和沉淀法已無(wú)法滿足我國(guó)日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求,迫切需要研發(fā)重金屬?gòu)U水高效深度凈化新方法。我國(guó)產(chǎn)量居世界第一的啤酒行業(yè)產(chǎn)生大量廢麥糟,不僅嚴(yán)重污染了環(huán)境,而且浪費(fèi)了寶貴資源。因此,本文針對(duì)廢水中重金屬離子深度去除難的問(wèn)題,選用啤酒工業(yè)廢產(chǎn)物麥糟為主要原料,以深度凈化為目標(biāo),開(kāi)展深層的理論基礎(chǔ)研究及重金屬?gòu)U水處理研究,以制備高效的吸附劑。主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)造性成果如下：借助核磁共振等現(xiàn)代分析手段,研究確定了所使用麥糟的組成和結(jié)構(gòu)特征。麥糟的主要成分為：纖維素（23.6%）、半纖維素（18.9%）、木質(zhì)素（11.5%）和蛋白質(zhì)（22.3%）,其中富含羥基,表現(xiàn)出多元醇的性質(zhì)。麥糟本身具有吸附重金屬離子的能力,同時(shí)又能夠發(fā)生酯化等一系列化學(xué)反應(yīng),為引入有利于吸附重金屬離子的功能基團(tuán)提供了有利條件�；邴溤愕慕M成和結(jié)構(gòu)特征,利用Materials Studio 4.0軟件的DMol3模塊構(gòu)建了麥糟含有的和可能引入的各基團(tuán)（羥基、氨基、酰胺基、羧基、巰基）與不同重金屬離子（Cu2+）、Pb2+、Zn2+、Cd... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 重金屬?gòu)U水的來(lái)源、危害及治理現(xiàn)狀
        1.1.1 重金屬?gòu)U水的來(lái)源及危害
        1.1.2 重金屬?gòu)U水的處理現(xiàn)狀
        1.1.3 生物吸附法處理重金屬?gòu)U水的研究現(xiàn)狀
    1.2 麥糟的來(lái)源、特征及利用現(xiàn)狀
        1.2.1 麥糟的來(lái)源及特征
        1.2.2 麥糟的利用現(xiàn)狀
    1.3 木質(zhì)纖維素類吸附材料的改性方法
        1.3.1 物理改性方法
        1.3.2 化學(xué)改性方法
        1.3.3 麥糟的改性方法
    1.4 木質(zhì)纖維素類材料吸附重金屬離子的機(jī)理
        1.4.1 表面絡(luò)合機(jī)理
        1.4.2 離子交換機(jī)理
        1.4.3 氧化還原機(jī)理
    1.5 本研究意義與內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 主要內(nèi)容
        1.5.3 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及主要儀器
        2.1.1 材料試劑
        2.1.2 主要儀器
    2.2 吸附劑性質(zhì)表征方法
        2.2.1 pHpzc的測(cè)定
        2.2.2 比表面積的測(cè)定
        2.2.3 電鏡及能譜分析
        2.2.4 ICP-AES分析
        2.2.4 熱重分析
        2.2.5 紅外光譜分析
        2.2.6 XPS分析
13C NMR分析">        2.2.7 固體 ¹³C NMR分析
    2.3 基本參數(shù)的表達(dá)及數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 基本參數(shù)的表達(dá)
        2.3.2 吸附等溫線模型
        2.3.3 吸附動(dòng)力學(xué)模型
        2.3.4 吸附熱力學(xué)模型
第三章 麥糟的組成和結(jié)構(gòu)特征研究
    3.1 引言
    3.2 麥糟的組成成分分析
        3.2.1 化學(xué)分析
        3.2.2 熱重-差熱分析
    3.3 麥糟的表面形貌特征與元素組成
        3.3.1 麥糟的表面形貌特征
        3.3.2 麥糟的元素組成
    3.4 麥糟的物理性質(zhì)
        3.4.1 麥糟表面的電荷特征
        3.4.2 麥糟的比表面積
    3.5 麥糟表面的化學(xué)官能團(tuán)分析
        3.5.1 紅外光譜分析
        3.5.2 XPS分析
13C NMR分析">        3.5.3 固體 ¹³C NMR分析
    3.6 小結(jié)
第四章 基團(tuán)與重金屬離子配位的理論計(jì)算
    4.1 引言
    4.2 密度泛函理論（DFT）計(jì)算方法
        4.2.1 量子力學(xué)基礎(chǔ)
        4.2.2 密度泛函理論（DFT）基本概念
        4.2.3 密度泛函理論的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用
        4.2.4 本論文所采用的基于密度泛函理論的計(jì)算軟件包
    4.3 前線軌道理論
    4.4 基團(tuán)與重金屬離子配合的理論計(jì)算
        4.4.1 羥基與重金屬離子配合的理論計(jì)算
        4.4.2 羧基與重金屬離子配合的理論計(jì)算
        4.4.3 酰胺基與重金屬離子配合的理論計(jì)算
        4.4.4 氨基與重金屬離子配合的理論計(jì)算
        4.4.5 巰基與重金屬離子配合的理論計(jì)算
    4.5 小結(jié)
2+、Ag⁺的研究">第五章 氯化鈉改性麥糟吸附pb²⁺、Ag⁺的研究
    5.1 引言
    5.2 氯化鈉改性麥糟研究
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
2+能力的影響">        5.2.2 不同改性劑對(duì)麥糟吸附pb²⁺能力的影響
2+能力的影響">        5.2.3 改性劑濃度對(duì)麥糟吸附pb²⁺能力的影響
2+能力的影響">        5.2.4 改性時(shí)間對(duì)麥糟吸附pb²⁺能力的影響
2+研究">    5.3 氯化鈉改性麥糟吸附pb²⁺研究
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)方法
        5.3.2 粒徑的影響
        5.3.3 pH值的影響
        5.3.4 吸附時(shí)間的影響
        5.3.5 吸附劑投加量的影響
        5.3.6 初始濃度和溫度的影響
        5.3.7 吸附-解吸循環(huán)利用研究
        5.3.8 吸附平衡與熱動(dòng)力學(xué)計(jì)算
+研究">    5.4 氯化鈉改性麥糟吸附Ag⁺研究
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)方法
        5.4.2 pH值的影響
        5.4.3 吸附劑投加量的影響
        5.4.4 初始濃度和溫度的影響
        5.4.5 吸附-解吸循環(huán)利用研究
        5.4.6 吸附平衡與熱動(dòng)力學(xué)計(jì)算
2+、Ag⁺的機(jī)理">    5.5 麥糟氯化鈉改性及吸附pb²⁺、Ag⁺的機(jī)理
        5.5.1 表面形貌分析
        5.5.2 表面元素組成分析
        5.5.3 表面電荷特征分析
        5.5.4 比表面積分析
        5.5.5 熱重-差熱分析
        5.5.6 表面特征官能團(tuán)分析
    5.6 小結(jié)
第六章 酯化改性麥糟吸附重金屬離子的研究
    6.1 引言
    6.2 酯化改性麥糟的制備
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        6.2.2 催化劑的選擇
        6.2.3 催化劑用量的影響
        6.2.4 檸檬酸用量的影響
        6.2.5 溫度的影響
        6.2.6 改性時(shí)間的影響
    6.3 酯化改性麥糟對(duì)重金屬離子的吸附性能研究
        6.3.1 實(shí)驗(yàn)方法
        6.3.2 pH值的影響
        6.3.3 吸附時(shí)間的影響
        6.3.4 吸附劑投加量的影響
        6.3.5 溫度的影響
        6.3.6 吸附-解吸循環(huán)利用研究
    6.4 酯化改性麥糟吸附重金屬離子的吸附平衡與熱動(dòng)力學(xué)計(jì)算
        6.4.1 實(shí)驗(yàn)方法
        6.4.2 吸附平衡與等溫線模型
        6.4.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
        6.4.4 吸附熱力學(xué)研究
    6.5 麥糟酯化改性及吸附重金屬離子的機(jī)理
        6.5.1 麥糟酯化改性的原理
        6.5.2 表面形貌分析
        6.5.3 元素組成分析
        6.5.4 表面電荷特征分析
        6.5.5 表面特征官能團(tuán)分析
    6.6 小結(jié)
第七章 巰基化改性麥糟吸附重金屬離子的研究
    7.1 引言
    7.2 巰基化改性麥糟的制備
        7.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        7.2.2 巰基乙酸用量的影響
        7.2.3 硫酸氫鈉用量的影響
        7.2.4 改性溫度的影響
        7.2.5 改性時(shí)間的影響
        7.2.6 硫化鈉用量的影響
    7.3 巰基化改性麥糟對(duì)重金屬離子的吸附性能研究
        7.3.1 實(shí)驗(yàn)方法
        7.3.2 pH值的影響
        7.3.3 吸附劑投加量的影響
        7.3.4 反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)溫度的影響
        7.3.5 吸附-解吸循環(huán)利用研究
    7.4 巰基化改性麥糟吸附重金屬離子的吸附平衡與熱動(dòng)力學(xué)計(jì)算
        7.4.1 實(shí)驗(yàn)方法
        7.4.2 吸附平衡與等溫線模型
        7.4.3 吸附動(dòng)力學(xué)研究
        7.4.4 吸附熱力學(xué)研究
    7.5 麥糟巰基化改性及吸附重金屬離子的機(jī)理
        7.5.1 巰基化反應(yīng)原理
        7.5.2 表面形貌分析
        7.5.3 元素組成分析
        7.5.4 表面電荷特征分析
        7.5.5 表面特征官能團(tuán)分析
        7.5.6 XPS分析
    7.6 小結(jié)
第八章 對(duì)比酯化改性麥糟和巰基化改性麥糟的吸附機(jī)理
    8.1 引言
    8.2 實(shí)際改性劑與不同重金屬離子配合的理論計(jì)算
        8.2.1 檸檬酸與各重金屬離子配合的理論計(jì)算
        8.2.2 巰基乙酸與各重金屬離子配合的理論計(jì)算
    8.3 酯化改性麥糟與巰基化改性麥糟吸附能力比較
    8.4 酯化改性麥糟與巰基化改性麥糟對(duì)重金屬離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附
        8.4.1 酯化改性麥糟對(duì)重金屬離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附
        8.4.2 巰基化改性麥糟對(duì)重金屬離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附
    8.5 小結(jié)
第九章 結(jié)論與建議
    9.1 結(jié)論
    9.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間主要的研究成果及獲獎(jiǎng)情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2984211