發(fā)布時間：2024-05-14 02:43

　　重金屬是一類對生態(tài)環(huán)境危害極大的污染物,含重金屬離子廢水的處理一直受到人們的關(guān)注。目前,重金屬廢水處理技術(shù)主要有化學法、離子交換法、生物法和吸附法等。因吸附材料比表面積大,吸附能力強,適合處理水量大、含多種重金屬離子的低濃度廢水等優(yōu)點,吸附法一直受到人們的廣泛關(guān)注。然而,因吸附劑價格昂貴使其應(yīng)用受到限制,開發(fā)廉價高效的新型吸附劑成為經(jīng)濟社會發(fā)展的迫切要求。本文以醋醅中分離純化培養(yǎng)的木葡糖酸醋桿菌(Gluconacetobacter xylinus) Gyll為菌種,以玉米漿干粉為有機氮源發(fā)酵生產(chǎn)細菌纖維素(bacterial cellulose,簡稱“BC”)；同時基于醚化和接枝共聚改性原理,制得氨基磺酸銨-細菌纖維素(簡稱"ASBC ")和烯丙基胺-丙烯酸-細菌纖維素(簡稱"al-AA-BC"),利用響應(yīng)面分析法了優(yōu)化制備過程。以Cd2+、Pb2+、Cu2+和Cr (Ⅵ)為對象,研究了BC、ASBC和al-AA-BC對重金屬離子的吸附性能及機理。 研究結(jié)果表明,從醋醅中分離的菌種為醋酸桿菌屬木醋亞種——木葡糖酸醋桿菌(Gluconacetobacter xylinus),命名為Gyl...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 細菌纖維素的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 重金屬離子去除研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 細菌纖維素生產(chǎn)菌的篩選及產(chǎn)物分析
    2.1 試驗儀器與材料
        2.1.1 試驗儀器
        2.1.2 培養(yǎng)基組成
    2.2 試驗方法
        2.2.1 細菌纖維素生產(chǎn)菌的分離和鑒定方法
        2.2.2 生成細菌纖維素的培養(yǎng)過程
        2.2.3 產(chǎn)物的分離與提純
        2.2.4 產(chǎn)物的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)分析
    2.3 細菌纖維素生產(chǎn)菌的分離和鑒定結(jié)果
        2.3.1 菌落形態(tài)特征
        2.3.2 菌株形態(tài)特征及革蘭氏染色
        2.3.3 生理生化特征
    2.4 不同培養(yǎng)條件對細菌纖維素形態(tài)的影響
        2.4.1 靜態(tài)培養(yǎng)
        2.4.2 動態(tài)培養(yǎng)
    2.5 產(chǎn)物的分離與提純
    2.6 產(chǎn)物的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)分析
        2.6.1 純度分析
        2.6.2 持水性分析
        2.6.3 紅外光譜分析
        2.6.4 掃描電子顯微鏡分析
        2.6.5 X射線衍射分析
    2.7 小結(jié)
第3章 靜態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)纖維素的條件優(yōu)化及動力學研究
    3.1 試驗方法
        3.1.1 三步發(fā)酵培養(yǎng)法
        3.1.2 BC產(chǎn)量測定
        3.1.3 靜態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)纖維素條件的優(yōu)化
        3.1.4 發(fā)酵動力學研究
        3.1.5 玉米漿干粉緩沖能力研究
    3.2 靜態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)纖維素的條件優(yōu)化結(jié)果
        3.2.1 玉米漿干粉中幾種成分的含量測定
        3.2.2 單因素試驗優(yōu)化結(jié)果
        3.2.3 正交試驗
    3.3 發(fā)酵動力學研究
        3.3.1 菌體生長動力學模型
        3.3.2 BC生成動力學模型
        3.3.3 底物消耗動力學模型
    3.4 玉米漿干粉緩沖能力研究
        3.4.1 純玉米漿干粉溶液緩沖能力測定
        3.4.2 玉米漿干粉發(fā)酵培養(yǎng)基緩沖能力測定
        3.4.3 發(fā)酵過程中pH和BC產(chǎn)量監(jiān)測
    3.5 小結(jié)
第4章 細菌纖維素對重金屬離子的吸附性能
    4.1 試驗儀器與材料
    4.2 試驗方法
        4.2.1 吸附試驗
        4.2.2 解吸試驗
    4.3 BC對幾種重金屬陽離子的吸附性能
        4.3.1 pH對吸附效果的影響
        4.3.2 吸附時間對吸附效果的影響
        4.3.3 BC加入量對吸附效果的影響
        4.3.4 初始濃度對吸附效果的影響
    4.4 BC對Cr(Ⅵ)的吸附性能
        4.4.1 pH對吸附效果的影響
        4.4.2 吸附時間對吸附效果的影響
        4.4.3 BC用量對吸附效果的影響
        4.4.4 初始濃度對吸附效果的影響
    4.5 解吸試驗
    4.6 小結(jié)
第5章 氨基磺酸銨-細菌纖維素的合成及吸附性能研究
    5.1 試驗儀器與材料
    5.2 試驗方法
        5.2.1 環(huán)氧基細菌纖維素醚的制備
        5.2.2 氨基磺酸銨-細菌纖維素(ASBC)的制備
        5.2.3 吸附試驗
        5.2.4 解吸試驗
    5.3 環(huán)氧基細菌纖維素醚的制備及表征
        5.3.1 顯著性影響因素的篩選
        5.3.2 最陡爬坡試驗
        5.3.3 顯著性影響因素的優(yōu)化
        5.3.4 最佳合成條件的驗證試驗
        5.3.5 紅外光譜分析
    5.4 ASBC的表征
        5.4.1 紅外光譜分析
        5.4.2 X射線衍射分析
    5.5 ASBC對幾種重金屬陽離子的吸附性能
        5.5.1 pH對吸附效果的影響
        5.5.2 吸附時間對吸附效果的影響
        5.5.3 ASBC加入量對吸附效果的影響
        5.5.4 初始濃度對吸附效果的影響
    5.6 ASBC對Cr(Ⅵ)的吸附性能
        5.6.1 pH對吸附效果的影響
        5.6.2 吸附時間對吸附效果的影響
        5.6.3 初始濃度對吸附效果的影響
    5.7 ASBC的再生性能研究
    5.8 小結(jié)
第6章 烯丙基胺-丙烯酸-細菌纖維素的合成及吸附性能研究
    6.1 試驗儀器與材料
    6.2 試驗方法
        6.2.1 烯丙基胺-細菌纖維素的制備
        6.2.2 烯丙基胺-丙烯酸-細菌纖維素的制備
        6.2.3 al-AA-BC對重金屬離子的吸附試驗
        6.2.4 解吸試驗
    6.3 al-AA-BC的制備試驗
        6.3.1 al-BC的制備與表征
        6.3.2 al-AA-BC的制備與表征
    6.4 al-AA-BC對幾種重金屬陽離子的吸附性能
        6.4.1 pH對吸附效果的影響
        6.4.2 吸附時間對吸附效果的影響
        6.4.3 al-AA-BC用量對吸附效果的影響
        6.4.4 初始濃度對吸附效果的影響
    6.5 al-AA-BC對Cr(Ⅵ)的吸附性能
        6.5.1 pH對吸附效果的影響
        6.5.2 吸附時間對吸附效果的影響
        6.5.3 al-AA-BC用量對吸附效果的影響
        6.5.4 初始濃度對吸附效果的影響
    6.6 al-AA-BC的再生性能研究
    6.7 小結(jié)
第7章 細菌纖維素吸附重金屬離子的作用機理研究
    7.1 紅外光譜分析
        7.1.1 吸附重金屬的BC的紅外光譜分析
        7.1.2 吸附重金屬的ASBC的紅外光譜分析
        7.1.3 吸附重金屬的al-AA-BC的紅外光譜分析
    7.2 吸附等溫線
        7.2.1 吸附等溫式
        7.2.2 BC對重金屬離子的吸附等溫線
        7.2.3 ASBC對重金屬離子的吸附等溫線
        7.2.4 al-AA-BC對重金屬離子的吸附等溫線
    7.3 吸附動力學
        7.3.1 吸附動力學模型
        7.3.2 吸附動力學研究
    7.4 吸附機理
        7.4.1 物理吸附
        7.4.2 化學吸附
    7.5 小結(jié)
第8章 結(jié)論
參考文獻
作者簡介
致謝



本文編號：3973080