改性生物炭負載納米零價鐵系材料的制備及其對頭孢類抗生素的去除機理研究
發(fā)布時間：2021-06-23 08:33
隨著分析檢測技術(shù)的發(fā)展,環(huán)境中不同種類的抗生素不斷被發(fā)現(xiàn),抗生素對環(huán)境的危害已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。針對最常用且水體中分布廣泛的頭孢類抗生素（頭孢噻肟和頭孢氨芐）的去除,本實驗制備了納米零價鐵（nZVI）、納米零價鐵雙金屬（Ag/Fe,Co/Fe）、硫化納米零價鐵（S-nZVI）及改性生物炭負載納米零價鐵雙金屬等材料,并運用多種表征手段,探究了材料組成、表面形貌及官能團等特征。同時,采用高效液相色譜-電噴霧質(zhì)譜聯(lián)用儀（HPLC-ESI-MS）分析抗生素降解產(chǎn)物,探討了抗生素降解路徑。得到下列主要結(jié)論:（1）采用液相浸漬方法制備改性生物炭,考察改性生物炭對頭孢噻肟（CFX）的吸附性能及吸附影響因素,并探究其吸附機理。結(jié)果表明,堿改性生物炭（BC-NaOH）使用量為1.6 g/L,初始CFX濃度為16 mg/L,溶液pH為6,溫度為298K時,30 min內(nèi)BC-NaOH對頭孢噻肟的吸附率為89%,符合偽二級動力學方程（R2>0.99）,吸附率顯著大于酸改性及氨水改性生物炭。熱力學研究表明,BC-NaOH吸附頭孢噻肟是自發(fā)放熱過程。基于反應熱力學及吸附率影響因素...
【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：138 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
納米零價鐵合成裝置
圖 1-3 Fe0去除污染物機理示意圖[66, 78]-3 Schematic model of mechanism for nZVI reaction with different co重金屬去除機理在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化、溶解、遷移及毒性大小，主要受電極吸附/解吸現(xiàn)象的影響，其中電極電勢是關(guān)鍵因素。電極屬離子的形態(tài)有關(guān)，常見污染物的電極電勢如表 1-2 所示物通常是利用上述各影響因素來控制重金屬對生物種群O’Carroll 等認為零價鐵去除重金屬的機理主要取決于參與電勢（E ）。對于標準電極電勢比 Fe0更負或者很接近的要是依靠納米零價鐵的（氫）氧化物外殼的吸附作用（如電極電勢明顯大于 Fe0污染物的去除原理主要是還原作用d 和 Ag 等）；E 稍高于 Fe0的金屬離子則可以通過還原和o 和 Ni）[66]。Xiaoqin Li 等借助高分辨光電子能譜研究了Cd(II)、 Pb(II)、 Ni(II)、Hg(II)、Cu(II)和 Ag(I)的去除機
圖 1-4 生物炭的掃描電鏡圖像Figure1-4 SEM image of biochar表 1-3 不同類型熱解生物質(zhì)產(chǎn)物[18]able 1-3 Biomass feedstock products of different types of pyrol/℃成本/噸滯留時間產(chǎn)物構(gòu)成液體（生物油） 固體（生物~600 560$ <2s 75% 12% ~500 NIA 稍長 50% 25% ~500272$ (corn stover)51$ (yard waste)長 30% 35% 易獲得數(shù)據(jù).物炭，初始生物炭吸附污染物的能力有限，特別是對高通常是粉末狀固體顆粒，后期很難分離[20]。為了克服能及適用性，制備不同性能的改性生物炭成為環(huán)境材]
【參考文獻】：
期刊論文
[1]硫化納米零價鐵去除水體污染物的研究進展[J]. 湯晶,湯琳,馮浩朋,董浩然,章毅,劉思詩,曾光明. 化學學報. 2017(06)
[2]納米零價鐵的制備及應用研究進展[J]. 謝青青,姚楠. 化工進展. 2017(06)
[3]改性生物炭負載納米零價鐵去除水體中頭孢噻肟[J]. 吳鴻偉,馮啟言,楊虹,朱雪強,高波,陳迪,苗亦新. 環(huán)境科學學報. 2017(07)
[4]Fabrication of bimetallic Ag/Fe immobilized on modified biochar for removal of carbon tetrachloride[J]. Hongwei Wu,Qiyan Feng. Journal of Environmental Sciences. 2017(04)
[5]牛奶中頭孢類藥物殘留的HPLC多聯(lián)檢測方法[J]. 許娜,孫海新,張慧,黃金發(fā),孫丕春. 中國乳品工業(yè). 2016(02)
[6]納米零價鐵的制備及其在環(huán)境中的應用進展[J]. 張茜茜,夏雪芬,周文,劉愛榮. 環(huán)境科學與技術(shù). 2016(01)
[7]液相還原和碳熱法制備納米零價鐵/活性炭復合材料的比較研究[J]. 張小毛,陳維芳,晏長成,張敬會,王偉亞. 水資源與水工程學報. 2015(03)
[8]液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定水產(chǎn)品中頭孢菌素類殘留量[J]. 顧蓓喬,梅光明,喻亮,張小軍,朱敬萍,李佩佩. 浙江海洋學院學報(自然科學版). 2015(03)
[9]環(huán)境中抗生素抗性基因的水平傳播擴散[J]. 楊鳳霞,毛大慶,羅義,汪慶,母全華. 應用生態(tài)學報. 2013(10)
[10]微乳液法制備納米鐵及其表征[J]. 杜秀征,趙艷,徐佳,李國斌,唐緯虹,邢文芳. 兵器材料科學與工程. 2013(03)
博士論文
[1]中國流域典型新型有機污染物排放量估算、多介質(zhì)歸趨模擬及生態(tài)風險評估[D]. 張芊芊.中國科學院研究生院(廣州地球化學研究所) 2015
[2]生物質(zhì)炭對環(huán)境中阿特拉津的吸附解吸作用及機理研究[D]. 俞花美.中國礦業(yè)大學（北京） 2014
[3]納米級雙金屬體系對水中氯苯和多氯聯(lián)苯的催化還原脫氯研究[D]. 張珍.浙江大學 2013
碩士論文
[1]菱角皮活性炭表面改性及其對水體中Cr（Ⅵ）和頭孢氨芐的吸附性能研究[D]. 劉偉鳳.山東大學 2012
[2]幾種頭孢類抗生素在污水處理過程中的分布特征及其環(huán)境行為研究[D]. 王朋華.上海交通大學 2009
本文編號：3244619
【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：138 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
納米零價鐵合成裝置
圖 1-3 Fe0去除污染物機理示意圖[66, 78]-3 Schematic model of mechanism for nZVI reaction with different co重金屬去除機理在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化、溶解、遷移及毒性大小，主要受電極吸附/解吸現(xiàn)象的影響，其中電極電勢是關(guān)鍵因素。電極屬離子的形態(tài)有關(guān)，常見污染物的電極電勢如表 1-2 所示物通常是利用上述各影響因素來控制重金屬對生物種群O’Carroll 等認為零價鐵去除重金屬的機理主要取決于參與電勢（E ）。對于標準電極電勢比 Fe0更負或者很接近的要是依靠納米零價鐵的（氫）氧化物外殼的吸附作用（如電極電勢明顯大于 Fe0污染物的去除原理主要是還原作用d 和 Ag 等）；E 稍高于 Fe0的金屬離子則可以通過還原和o 和 Ni）[66]。Xiaoqin Li 等借助高分辨光電子能譜研究了Cd(II)、 Pb(II)、 Ni(II)、Hg(II)、Cu(II)和 Ag(I)的去除機
圖 1-4 生物炭的掃描電鏡圖像Figure1-4 SEM image of biochar表 1-3 不同類型熱解生物質(zhì)產(chǎn)物[18]able 1-3 Biomass feedstock products of different types of pyrol/℃成本/噸滯留時間產(chǎn)物構(gòu)成液體（生物油） 固體（生物~600 560$ <2s 75% 12% ~500 NIA 稍長 50% 25% ~500272$ (corn stover)51$ (yard waste)長 30% 35% 易獲得數(shù)據(jù).物炭，初始生物炭吸附污染物的能力有限，特別是對高通常是粉末狀固體顆粒，后期很難分離[20]。為了克服能及適用性，制備不同性能的改性生物炭成為環(huán)境材]
【參考文獻】：
期刊論文
[1]硫化納米零價鐵去除水體污染物的研究進展[J]. 湯晶,湯琳,馮浩朋,董浩然,章毅,劉思詩,曾光明. 化學學報. 2017(06)
[2]納米零價鐵的制備及應用研究進展[J]. 謝青青,姚楠. 化工進展. 2017(06)
[3]改性生物炭負載納米零價鐵去除水體中頭孢噻肟[J]. 吳鴻偉,馮啟言,楊虹,朱雪強,高波,陳迪,苗亦新. 環(huán)境科學學報. 2017(07)
[4]Fabrication of bimetallic Ag/Fe immobilized on modified biochar for removal of carbon tetrachloride[J]. Hongwei Wu,Qiyan Feng. Journal of Environmental Sciences. 2017(04)
[5]牛奶中頭孢類藥物殘留的HPLC多聯(lián)檢測方法[J]. 許娜,孫海新,張慧,黃金發(fā),孫丕春. 中國乳品工業(yè). 2016(02)
[6]納米零價鐵的制備及其在環(huán)境中的應用進展[J]. 張茜茜,夏雪芬,周文,劉愛榮. 環(huán)境科學與技術(shù). 2016(01)
[7]液相還原和碳熱法制備納米零價鐵/活性炭復合材料的比較研究[J]. 張小毛,陳維芳,晏長成,張敬會,王偉亞. 水資源與水工程學報. 2015(03)
[8]液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定水產(chǎn)品中頭孢菌素類殘留量[J]. 顧蓓喬,梅光明,喻亮,張小軍,朱敬萍,李佩佩. 浙江海洋學院學報(自然科學版). 2015(03)
[9]環(huán)境中抗生素抗性基因的水平傳播擴散[J]. 楊鳳霞,毛大慶,羅義,汪慶,母全華. 應用生態(tài)學報. 2013(10)
[10]微乳液法制備納米鐵及其表征[J]. 杜秀征,趙艷,徐佳,李國斌,唐緯虹,邢文芳. 兵器材料科學與工程. 2013(03)
博士論文
[1]中國流域典型新型有機污染物排放量估算、多介質(zhì)歸趨模擬及生態(tài)風險評估[D]. 張芊芊.中國科學院研究生院(廣州地球化學研究所) 2015
[2]生物質(zhì)炭對環(huán)境中阿特拉津的吸附解吸作用及機理研究[D]. 俞花美.中國礦業(yè)大學（北京） 2014
[3]納米級雙金屬體系對水中氯苯和多氯聯(lián)苯的催化還原脫氯研究[D]. 張珍.浙江大學 2013
碩士論文
[1]菱角皮活性炭表面改性及其對水體中Cr（Ⅵ）和頭孢氨芐的吸附性能研究[D]. 劉偉鳳.山東大學 2012
[2]幾種頭孢類抗生素在污水處理過程中的分布特征及其環(huán)境行為研究[D]. 王朋華.上海交通大學 2009
本文編號：3244619
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