本文關(guān)鍵詞：磁性殼聚糖的制備及其對(duì)水中三氟乙酸的吸附研究

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【摘要】：三氟乙酸(trifluoroacetic acid,TFA)是一種的全氟化合物。TFA中強(qiáng)大的碳氟共價(jià)鍵,使其具有很高的穩(wěn)定性,能夠經(jīng)受加熱、氧化還原、微生物作用而不被降解。殼聚糖是甲殼素的堿性脫乙酰化產(chǎn)物,因其結(jié)構(gòu)中羥基和氨基的存在,殼聚糖能夠很容易地進(jìn)行化學(xué)改性。本文系統(tǒng)研究了磁性殼聚糖(MCTS)吸附劑的制備、表征以及對(duì)水中TFA的吸附去除規(guī)律,探討了其吸附機(jī)理。采用溶劑熱法制備出Fe3O4,并且通過(guò)乳液懸浮聚合法以Fe3O4作為磁性物質(zhì)制備出MCTS,同時(shí)對(duì)制備條件進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)以MCTS作為吸附劑,TFA作為吸附質(zhì),進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),并對(duì)MCTS的洗脫再生性能進(jìn)行研究。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、磁性能(VSM)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、熱重儀(TGA)、Zeta電位和粒徑分析儀等技術(shù),對(duì)制備出的Fe3O4和MCTS進(jìn)行表征,得出以下結(jié)論：①Fe3O4和MCTS具有良好的熱性能和磁性能,且分散均勻,表面光滑,平均粒徑分別為270 nm和4.5 μm; ② MCTS的XRD譜圖中含有Fe3O4的峰、MCTS的FT-IR譜圖中繼承了殼聚糖的峰形且1643 cm-1處出現(xiàn)了schiff堿(-C=N-)的特征吸收峰,二者可以證明Fe304被殼聚糖包裹；③由MCTS的Zeta電位分析得到,MCTS零電點(diǎn)的pH在3.0左右。吸附實(shí)驗(yàn)主要對(duì)吸附時(shí)間、溶液初始濃度、吸附劑投加量、溶液初始pH、溶液溫度以及鹽離子強(qiáng)度等因素的影響進(jìn)行了研究,得出以下結(jié)論：① MCTS對(duì)水中TFA的吸附動(dòng)力學(xué)曲線符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)曲線,吸附等溫曲線符合Langmuir模型,當(dāng)溫度為25℃時(shí),MCTS對(duì)TFA的最大吸附量達(dá)到70 mg/g；② MCTS對(duì)水中TFA的吸附能力受溶液中pH和鹽離子強(qiáng)度的影響較大,pH7時(shí)和較高的鹽離子強(qiáng)度都有利于吸附的進(jìn)行,而溫度的影響則較小,從熱力學(xué)角度分析得知整個(gè)吸附過(guò)程是放熱反應(yīng)。洗脫再生實(shí)驗(yàn)主要考察了洗脫劑類別、洗脫劑比例、NaOH濃度以及洗脫時(shí)間的影響,得出以下結(jié)論：①最優(yōu)洗脫劑為0.1 mol/L NaOH/丙酮(v/v=1/1)的混合液；②連續(xù)吸附再生5次后,吸附效率變化不大。制備的磁性殼聚糖應(yīng)用于實(shí)際,在自來(lái)水、紫霞湖水樣的吸附中,用MCTS吸附TFA加標(biāo)回收率范圍分別為89.3～93.9%、90.5-92.9%,表明MCTS在實(shí)際水樣中對(duì)TFA也有較好的吸附能力。
【關(guān)鍵詞】：三氟乙酸 吸附 磁性殼聚糖
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X52;O647.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 TFA的概述10-15
• 1.2.1 TFA的性質(zhì)10-11
• 1.2.2 TFA的來(lái)源11-13
• 1.2.3 TFA的危害13
• 1.2.4 TFA的環(huán)境污染現(xiàn)狀13-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外TFA檢測(cè)方法15-18
• 1.3.1 預(yù)處理方法15-17
• 1.3.2 檢測(cè)方法17-18
• 1.4 TFA的降解方法18-19
• 1.4.1 熱分解18-19
• 1.4.2 光催化降解19
• 1.4.3 TFA與OH自由基反應(yīng)19
• 1.4.4 微生物降解19
• 1.5 磁性殼聚糖的概述19-21
• 1.6 課題的主要研究目的、意義、內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)路線21-23
• 1.6.1 研究目的及意義21
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.6.3 實(shí)驗(yàn)路線22-23
• 2 實(shí)驗(yàn)部分23-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料、試劑及儀器23-24
• 2.2 材料的制備24-25
• 2.2.1 Fe_3O_4制備方法24
• 2.2.2 磁性殼聚糖微球(MCTS)制備方法24-25
• 2.3 材料的表征25-27
• 2.3.1 SEM分析26
• 2.3.2 VSM分析26
• 2.3.3 XRD分析26
• 2.3.4 TGA分析26
• 2.3.5 FT-IR分析26
• 2.3.6 Zeta電位分析26
• 2.3.7 粒徑分析26-27
• 2.4 材料的吸附性能分析27-32
• 2.4.1 TFA標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的配置27
• 2.4.2 吸附試驗(yàn)27-30
• 2.4.3 洗脫及再生實(shí)驗(yàn)30-32
• 2.5 TFA的檢測(cè)分析方法32-33
• 3 四氧化三鐵和磁性殼聚糖(MCTS)的制備與表征33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 磁性殼聚糖的制備33-34
• 3.2.1 Fe_3O_4的制備33-34
• 3.2.2 磁性殼聚糖的制備34
• 3.3 結(jié)果與討論34-43
• 3.3.1 磁性殼聚糖制備方法的影響因素34-38
• 3.3.2 Fe_3O_4與磁性殼聚糖(MCTS)的表征38-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 4 磁性殼聚糖(MCTS)對(duì)TFA的吸附再生性能研究45-58
• 4.1 引言45
• 4.2 吸附實(shí)驗(yàn)45
• 4.3 結(jié)果與討論45-57
• 4.3.1 MCTS對(duì)TFA吸附實(shí)驗(yàn)的影響因素45-53
• 4.3.2 洗脫及再生實(shí)驗(yàn)53-56
• 4.3.3 實(shí)際水樣加標(biāo)回收率的檢測(cè)56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5 結(jié)論58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 附錄66

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