本文關(guān)鍵詞：微流控技術(shù)制備高效單分散性殼聚糖吸附功能微球及其對甲基橙染料脫色性的研究

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【摘要】：染料廢水是化學(xué)工業(yè)中造成水體污染及其嚴重的因素,同時也因其具有色度高、可生化性差、水質(zhì)變化大等特點也被國內(nèi)外公認為較難處理的工業(yè)廢水之一。目前主要采用的染料廢水處理方法是吸附處理法,但吸附法仍然受制于吸附劑制備規(guī)整度與重復(fù)性差、針對靶向污染物吸附容量低、脫吸附困難且成本高與造成環(huán)境二次污染等問題。液滴微流控技術(shù)是近年來材料合成領(lǐng)域的一個新的技術(shù)分支,通過微流控技術(shù)能夠制備出有序可控的高單分散性與結(jié)構(gòu)、組分復(fù)雜的乳液/顆粒新型功能材料。同時,其對于制備體系的選擇也有較強的靈活性與可拓展性,能夠相應(yīng)結(jié)合新型生物相容性與環(huán)境友好性新材料制備吸附劑基底。因此,采用微流控技術(shù)結(jié)合新材料來尋求開發(fā)與制備高性能的新型吸附材料工作將具有重大意義。本文通過激光燒蝕法與熱壓封合法制備聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材質(zhì)的聚焦型單乳液滴生成芯片,選用具有較好生物相容性與環(huán)境友好性的新型殼聚糖吸附材料作為吸附劑原料。通過在微流控芯片中成乳并結(jié)合外部交聯(lián)反應(yīng)的方式進行固化,制備高單分散性且針對偶氮染料甲基橙(MO)具有高效處理效果的靶向吸附劑,并對其進行形貌表征與等溫吸附特性、吸附動力學(xué)與環(huán)境變量因素等方面吸附性能評估。結(jié)果表明,所制備的交聯(lián)殼聚糖樹脂微球的球形度高、粒徑分布均勻且單分散性高(CV=1.86%),制備可重復(fù)性好。等溫吸附特性符合Langmuir吸附式,其最大吸附容量可達182 mg/g,吸附動力學(xué)特性符合Pseudo二階模型,并能夠通過化學(xué)脫吸附的方式有效再生。在此基礎(chǔ)上以上述微球作為納米Ti02粉末催化劑固載,通過微流控技術(shù)制備殼聚糖/Ti02復(fù)合材料微球,以強化其對于染料的光催化脫色降解功能性。通過吸附／光催化降解染料實驗表明,該種復(fù)合微球在吸附與光催化協(xié)同作用下能夠加速染料處理過程,并能夠?qū)崿F(xiàn)自清潔,具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：染料廢水 吸附處理法 微流控技術(shù) 殼聚糖微球 殼聚糖/TiO_2復(fù)合微球
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X788;O647.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 染料廢水水質(zhì)特點及處理方法10-11
• 1.3 殼聚糖吸附材料11-14
• 1.3.1 殼聚糖吸附劑材料簡介11-12
• 1.3.2 殼聚糖樹脂的交聯(lián)方式12-13
• 1.3.3 交聯(lián)殼聚糖樹脂在染料吸附領(lǐng)域研究進展13-14
• 1.4 微流控技術(shù)14-21
• 1.4.1 傳統(tǒng)乳液顆粒制備方法14
• 1.4.2 液滴微流控技術(shù)簡介14-18
• 1.4.3 微流控技術(shù)制備殼聚糖微球研究進展18-21
• 1.5 本文研究的主要目的及內(nèi)容21-23
• 第2章 微流控芯片的制備與測試23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 微流控芯片制備方法選擇23-24
• 2.3 高聚物PMMA微流控聚焦型單乳液滴生成芯片的制備24-29
• 2.3.1 實驗設(shè)備與材料24-25
• 2.3.2 制備流程25-27
• 2.3.3 微流控芯片評估與測試27-29
• 2.4 高聚物PMMA內(nèi)嵌毛細玻璃管微流控同軸型復(fù)乳液滴生成芯片的制備29-34
• 2.4.1 實驗儀器與試劑29-30
• 2.4.2 制備流程30-32
• 2.4.3 微流控芯片評估與測試32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 微流控交聯(lián)殼聚糖樹脂微球的制備與表征35-56
• 3.1 引言35
• 3.2 交聯(lián)殼聚糖樹脂微球的制備35-39
• 3.2.1 實驗儀器與試劑35-36
• 3.2.2 交聯(lián)殼聚糖樹脂微球的制備流程36-38
• 3.2.3 殼聚糖溶液濃度對于成乳過程的影響38
• 3.2.4 表面活性劑濃度對于成乳過程的影響38-39
• 3.2.5 攪拌速率對于固化成球過程的影響39
• 3.3 交聯(lián)殼聚糖樹脂微球的形貌表征39-43
• 3.3.1 粒徑分布39-41
• 3.3.2 內(nèi)外相流速對于粒徑的影響41-43
• 3.4 交聯(lián)殼聚糖樹脂微球的性能表征43-55
• 3.4.1 實驗儀器與試劑43-44
• 3.4.2 甲基橙染料濃度與吸光度關(guān)系曲線的繪制44-45
• 3.4.3 等溫吸附實驗45-47
• 3.4.4 吸附動力學(xué)實驗47-49
• 3.4.5 初始投量的影響49-51
• 3.4.6 初始溶液濃度的影響51-52
• 3.4.7 溶液pH的影響52-54
• 3.4.8 脫吸附再生實驗54-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 第4章 微流控殼聚糖/TiO_2復(fù)合組分微球的制備與表征56-64
• 4.1 引言56
• 4.2 殼聚糖與TiO_2復(fù)合組分微球的制備56-58
• 4.2.1 實驗儀器與試劑56-57
• 4.2.2 殼聚糖與TiO_2復(fù)合組分微球的制備流程57-58
• 4.3 殼聚糖與TiO_2復(fù)合組分微球的形貌與組分表征58-61
• 4.4 殼聚糖與TiO_2復(fù)合組分微球性能表征61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第5章 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻66-72
• 致謝72-73
• 研究生期間發(fā)表論文及參與項目73

【參考文獻】

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本文編號：786888