【摘要】：水體的細(xì)菌污染已成為當(dāng)前環(huán)境污染中的一個重要問題,對飲用水進(jìn)行抑菌處理成為了其中最重要的環(huán)節(jié)。本研究以無機(jī)抑菌添加劑Ag,Cu為主要抑菌組分,制備了三種復(fù)合材料:CTS/PVP/Fe3O4/Ag復(fù)合材料,含銀摻氮碳材料,負(fù)載Cu/Ti O2介孔碳材料;并以飲用水中常見的大腸桿菌(E.coil)為代表菌種,進(jìn)行抑菌研究。CTS/PVP/Fe3O4/Ag復(fù)合材料是以殼聚糖(CTS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混物(CTS/PVP)為抑菌顆�；�,用溶膠法制備CTS/PVP/Fe3O4/Ag共混抑菌顆粒材料。通過正交試驗確定了具有較優(yōu)抑菌性能的CTS/PVP/Fe3O4/Ag的最佳制備條件:C(Ag NO3)=0.8%,C(CTS)=1.5%,C(PVP)=2%,C(Fe3O4)=2.5%。利用紅外表征對CTS/PVP/Fe3O4/Ag中活性基團(tuán)之間的結(jié)合機(jī)理做了初步探討;借助電鏡(SEM)對球表面形貌進(jìn)行表征,并觀察到顆粒表面均呈現(xiàn)致密均勻外觀,加入Ag和Fe3O4后可以看到二者存在于顆粒表面和鑲嵌于顆粒內(nèi)部;X射線衍射(XRD)結(jié)果表明了Ag被還原為納米級Ag單質(zhì)且彌散狀態(tài)較好;振動樣品磁強(qiáng)計(VSM)的數(shù)據(jù)顯示了材料具有很強(qiáng)的飽和磁化率,很容易受到外界磁場的吸引。顆粒材料的理化性能、抑菌持久使用性能及實際水體中的抑菌性能也表明這種復(fù)合材料具有潛在的應(yīng)用價值。含銀摻氮碳材料的是由對苯二胺和乙二醛反應(yīng)生成的一種希夫堿碳氮聚合物作為基材,以Ag NO3作為添加劑,利用Ag+與該聚合物中N原子配位形成一種聚合物材料,并將材料高溫碳化形成了一種新型的碳材料。物理吸附儀揭示了材料為介孔材料,其吸附脫附過程為單層到多層吸附在介孔的內(nèi)表面;X射線衍射(XRD)證明碳材料中Ag的結(jié)晶度較高;X射線光電子能譜(XPS)表明材料C,N,Ag元素存在一定化學(xué)鍵的結(jié)合;透射電子顯微鏡(TEM)顯示碳材料表面出現(xiàn)納米Ag單質(zhì);原子力顯微鏡(AFM)發(fā)現(xiàn)材料表面存在大量不規(guī)則結(jié)構(gòu),表明材料具有較好的比表面積。在實際應(yīng)用中也有較滿意的抑菌效果,且抗銀流失性能滿足國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。負(fù)載Cu/Ti O2介孔碳材料是以對苯二胺與鈦酸四丁酯混合后加入Cu2+,使Cu2+以配位鍵的形式結(jié)合在對苯二胺中的N原子上,并使鈦酸四丁酯水解為氫氧化鈦,再加入乙二醛,使對苯二胺與之交聯(lián),聚合形成一種負(fù)載Cu/Ti(OH)4的希夫堿聚合物,最后將材料高溫碳化形成了一種新型的碳材料。熱重分析儀(TGA)確定材料的最佳碳化溫度為600℃;物理吸附儀表明材料為一種介孔的長程有序的碳材料,其吸附脫附過程為單層到多層吸附在介孔的內(nèi)表面;X射線衍射(XRD)結(jié)果顯示材料中出現(xiàn)了納米級的Ti O2以及Cu單質(zhì)等晶相;X射線光電子能譜(XPS)分析證明材料中C,N,Cu,Ti等元素具有一定的化學(xué)鍵作用;掃描電子顯微鏡(SEM)觀察碳材料中Cu的還原形式。結(jié)果表明,Cu/Ti O2均以納米形式均勻負(fù)載在碳材料表面,且結(jié)合良好。當(dāng)希夫堿與Ti O2的摩爾比為5:2時,材料的炭化溫度為600℃時,該材料可具有90%以上抑菌率。在實際應(yīng)用中,該材料顯示出較滿意的抑菌效果,且抗銅流失性能滿足國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33;R123.1

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本文編號：2796878