活性炭對水中乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚的吸附研究
本文關(guān)鍵詞:活性炭對水中乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚的吸附研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著世界經(jīng)濟水平不斷發(fā)展,水污染問題引起了人們越來越多的關(guān)注,因為藥物及個人護理品(PPCPs)殘留在環(huán)境中的危害有激發(fā)環(huán)境激素毒性、內(nèi)分泌干擾、微生物毒性效應(yīng)和生物積累性,且不能被傳統(tǒng)水處理工藝有效去除,使其成為當(dāng)前研究熱點問題,必須引起重視。PPCPs中的一大類解熱鎮(zhèn)痛消炎藥是人類日常生活中應(yīng)用最廣泛,使用量最大的藥物,水環(huán)境中殘留的狀況十分嚴(yán)重。為減少水環(huán)境中這類物質(zhì)的殘留,本文利用活性炭化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、表面積大、孔隙多、孔徑分布可控、可再生、高吸附容量和成本低操作簡單等特點,采用動態(tài)吸附的方法,對水溶液中的阿司匹林(乙酰水楊酸ASP)和撲熱息痛(對乙酰氨基酚PCTM)進行吸附試驗,確定其最佳吸附條件及最優(yōu)吸附模型。本文選取玉米秸稈活性炭和椰殼活性炭,并對其進行改性處理,借助傅立葉紅外光譜(FTIR)和掃描電鏡(SEM)等對活性炭結(jié)構(gòu)特性進行表征,考察孔隙結(jié)構(gòu)和官能團與吸附性能的關(guān)系。用鹽酸和氫氧化鈉對秸稈活性炭及椰殼活性炭進行改性,并對PCTM做吸附試驗,結(jié)果表明:吸附過程經(jīng)歷30min后基本達到平衡,符合一級動力學(xué)模型,更適合用Langmuir方程來進行描述,為吸熱反應(yīng),鹽酸改性活性炭的吸附效果最顯著。但是鹽酸改性后的秸稈活性炭的吸附率最高只有20%,鹽酸改性后椰殼活性炭吸附率達到了80%。對玉米秸稈活性炭進行表征,比表面積及孔結(jié)構(gòu)變化不大,只有紅外光譜圖表明含氧官能團增加,表明玉米秸稈活性炭的吸附效果不好。用硝酸和氫氧化鈉對椰殼活性炭進行改性,并對ASP做吸附試驗,結(jié)果表明:吸附過程符合二級動力學(xué)模型,更適合用Langmuir方程來進行描述,屬于放熱反應(yīng),降溫有利于吸附,兩種改性活性炭對ASP均有良好的吸附效果。表征說明改性的活性炭中的含氧官能團增多,改性后活性炭的電鏡圖、比表面積、孔徑、孔容都有顯著變化。
【關(guān)鍵詞】:活性炭 乙酰水楊酸 對乙酰氨基酚 吸附 動力學(xué)
【學(xué)位授予單位】:中北大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:X703;TQ424.1
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 1 緒論10-23
- 1.1 PPCPs簡介10-11
- 1.2 水中的微量醫(yī)藥品概述11-14
- 1.2.1 水中微量醫(yī)藥品簡介及其危害11-12
- 1.2.2 水中微量醫(yī)藥品進入環(huán)境的途徑12-14
- 1.3 水中解熱鎮(zhèn)痛類藥物14-17
- 1.3.1 水中解熱鎮(zhèn)痛類藥物的殘留情況14-16
- 1.3.2 最常見解熱鎮(zhèn)痛藥16-17
- 1.4 國內(nèi)外含微量醫(yī)藥品水處理現(xiàn)狀17-20
- 1.4.1 污水處理廠中水處理工藝的去除效果17-18
- 1.4.2 給水處理廠中常規(guī)水處理工藝的去除效果18-19
- 1.4.3 深度處理工藝的處理效果現(xiàn)狀19-20
- 1.5 活性炭概述20-22
- 1.5.1 活性炭簡介及結(jié)構(gòu)20
- 1.5.2 活性炭改性及經(jīng)濟分析20-22
- 1.6 研究的意義及內(nèi)容22-23
- 2 試驗材料與方法23-33
- 2.1 試驗材料23-25
- 2.1.1 目標(biāo)藥物及試驗用活性炭材料的選擇23-24
- 2.1.2 其它試驗材料及所用儀器24-25
- 2.2 試驗方法25-28
- 2.2.1 目標(biāo)藥物標(biāo)準(zhǔn)貯備液的配置及濃度測定的方法25-26
- 2.2.2 正交試驗法研究活性炭對目標(biāo)物吸附條件的選擇26
- 2.2.3 吸附動力學(xué)研究26-27
- 2.2.4 吸附等溫線測定27
- 2.2.5 吸附熱力學(xué)的試驗27
- 2.2.6 pH值的影響27
- 2.2.7 離子強度的影響27-28
- 2.3 活性炭的微觀結(jié)構(gòu)表征分析28-31
- 2.3.1 比表面積(BET)分析28-30
- 2.3.2 掃描電鏡SEM分析30
- 2.3.3 傅里葉紅外光譜分析30-31
- 2.4 方程的擬合31-33
- 2.4.1 吸附動力學(xué)的非線性擬合模型31
- 2.4.2 吸附等溫線的非線性擬合31-33
- 3 玉米秸稈活性炭對PCTM的吸附效果研究33-44
- 3.1 對乙酰氨基酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定33-34
- 3.2 玉米秸稈活性炭吸附PCTM的試驗結(jié)果與討論34-38
- 3.2.1 正交試驗法研究玉米秸稈活性炭對PCTM吸附條件的選擇34-35
- 3.2.2 吸附動力學(xué)研究35-37
- 3.2.3 吸附等溫線研究37-38
- 3.3 玉米秸稈活性炭的表征38-43
- 3.3.1 紅外圖譜分析38-39
- 3.3.2 掃描電鏡(SEM)和光學(xué)顯微鏡分析39-41
- 3.3.3 活性炭孔結(jié)構(gòu)表征41-43
- 3.4 本章小結(jié)43-44
- 4 椰殼活性炭對PCTM及ASP的吸附效果研究44-59
- 4.1 椰殼活性炭對PCTM的吸附效果研究44-48
- 4.1.1 吸附動力學(xué)研究44-45
- 4.1.2 吸附等溫線研究45-46
- 4.1.3 吸附熱力學(xué)研究46
- 4.1.4 pH的影響46-47
- 4.1.5 離子強度的影響47-48
- 4.2 椰殼活性炭對ASP的吸附效果研究48-54
- 4.2.1 乙酰水楊酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線48-49
- 4.2.2 正交試驗法研究活性炭對ASP吸附條件的選擇49-50
- 4.2.3 吸附動力學(xué)研究50-51
- 4.2.4 吸附等溫線研究51-52
- 4.2.5 吸附熱力學(xué)研究52
- 4.2.6 pH的影響52-53
- 4.2.7 離子強度的影響53-54
- 4.3 椰殼活性炭的表征54-58
- 4.3.1 紅外圖譜分析54-55
- 4.3.2 掃描電鏡(SEM)分析55-56
- 4.3.3 BET比表面積分析56-58
- 4.4 本章小結(jié)58-59
- 5 結(jié)論與展望59-61
- 5.1 結(jié)論59-60
- 5.2 展望60-61
- 參考文獻61-71
- 攻讀學(xué)位論文期間發(fā)表文章71-72
- 致謝72-73
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