贾云婷:磁性MOFs纳米材料的制备及除藻特性研究论文

贾云婷:磁性MOFs纳米材料的制备及除藻特性研究论文

本文主要研究内容

作者贾云婷(2019)在《磁性MOFs纳米材料的制备及除藻特性研究》一文中研究指出:随着社会的持续发展和人类开发利用活动的不断增加,导致水体富营养化现象日趋严重,“水华”的爆发也日趋频繁,由此引发了水体生态系统严重受损和藻毒素释放等水质污染问题,严重威胁着人畜及水生生物的健康。而由于藻类自身的结构特性导致了这种含藻水处理难度的增加,因此成为水污染领域的研究者们亟待解决的问题。吸附絮凝除藻作为一种应急除藻方法,由于其高效、无二次污染和易于实际应用等优势,受到了日益广泛的关注。磁性MOFs纳米材料作为一种新型环保节能的除藻材料应运而生。本课题主要研究了以下内容:1)采用溶剂热法制备磁性纳米粒子Fe3O4,采用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、磁性测试(VSM)和热重分析(TGA)对Fe3O4的结构和性质进行了表征。2)采用聚电解质(PSS)修饰法在已制得的磁性纳米粒子Fe3O4表面进行金属有机骨架材料ZIF-8的包覆,制备了磁性核壳MOFs材料Fe3O4@ZIF-8,利用磁性可以进行分离,使除藻材料具备了可回收利用的优异性能。采用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、磁性测试(VSM)、N2吸附-脱附(BET)和热重分析(TGA)对磁性MOFs材料Fe3O4@ZIF-8的结构和性质进行了表征。3)利用BG-11培养基培养铜绿微囊藻(编号为FACHB-942),并研究磁性核壳MOFs材料Fe3O4@ZIF-8去除铜绿微囊藻的效能。通过测定叶绿素a的含量来计算其除藻率,实验研究了除藻材料Fe3O4@ZIF-8的浓度、作用时间、pH值、温度及水体离子强度对除藻效果的影响,确定了最佳除藻条件;同时对除藻材料Fe3O4@ZIF-8的回收循环利用效果进行研究,探索了不同回收次数的除藻率。4)利用X射线衍射仪、红外光谱仪、Zeta测定仪和各种显微镜等仪器,表征分析了Fe3O4@ZIF-8除藻前后藻细胞和除藻絮体的形态及结构等变化,确定了Fe3O4@ZIF-8的除藻机理;利用拟一级和拟二级两种动力学模型,探究了其吸附絮凝铜绿微囊藻的动力学行为;使用Langmuir和Freundlich两种吸附等温方程对其吸附平衡实验数据进行拟合,确定了其吸附等温线模型。研究表明,制备的磁性MOFs材料Fe3O4@ZIF-8,具有明显的核壳结构,粒径均一,在600 nm左右,且材料仍保持较高磁性54.8 emg/g,使其具备了可回收的优异性能,在四次吸附脱附后,除藻率仍保持在70%左右。Fe3O4@ZIF-8吸附絮凝铜绿微囊藻的量为0.58124 mg/g的单位吸附量;最佳材料浓度为0.8 g/L,最佳作用时间为30min;通过其除藻机理的探究,得知除藻材料Fe3O4@ZIF-8是通过电荷中和作用吸附絮凝藻细胞的;通过数据拟合表明其吸附絮凝行为符合二级吸附絮凝动力学和Langmuir吸附等温线模型。因此,使用磁性MOFs材料除去富营养化水体中的藻类是一个迅速高效的过程。

Abstract

sui zhao she hui de chi xu fa zhan he ren lei kai fa li yong huo dong de bu duan zeng jia ,dao zhi shui ti fu ying yang hua xian xiang ri qu yan chong ,“shui hua ”de bao fa ye ri qu pin fan ,you ci yin fa le shui ti sheng tai ji tong yan chong shou sun he zao du su shi fang deng shui zhi wu ran wen ti ,yan chong wei xie zhao ren chu ji shui sheng sheng wu de jian kang 。er you yu zao lei zi shen de jie gou te xing dao zhi le zhe chong han zao shui chu li nan du de zeng jia ,yin ci cheng wei shui wu ran ling yu de yan jiu zhe men ji dai jie jue de wen ti 。xi fu xu ning chu zao zuo wei yi chong ying ji chu zao fang fa ,you yu ji gao xiao 、mo er ci wu ran he yi yu shi ji ying yong deng you shi ,shou dao le ri yi an fan de guan zhu 。ci xing MOFsna mi cai liao zuo wei yi chong xin xing huan bao jie neng de chu zao cai liao ying yun er sheng 。ben ke ti zhu yao yan jiu le yi xia nei rong :1)cai yong rong ji re fa zhi bei ci xing na mi li zi Fe3O4,cai yong Xshe xian yan she (XRD)、fu li xie bian huan gong wai guang pu (FT-IR)、tou she dian zi xian wei jing (TEM)、sao miao dian zi xian wei jing (SEM)、ci xing ce shi (VSM)he re chong fen xi (TGA)dui Fe3O4de jie gou he xing zhi jin hang le biao zheng 。2)cai yong ju dian jie zhi (PSS)xiu shi fa zai yi zhi de de ci xing na mi li zi Fe3O4biao mian jin hang jin shu you ji gu jia cai liao ZIF-8de bao fu ,zhi bei le ci xing he ke MOFscai liao Fe3O4@ZIF-8,li yong ci xing ke yi jin hang fen li ,shi chu zao cai liao ju bei le ke hui shou li yong de you yi xing neng 。cai yong Xshe xian yan she (XRD)、fu li xie bian huan gong wai guang pu (FT-IR)、tou she dian zi xian wei jing (TEM)、sao miao dian zi xian wei jing (SEM)、ci xing ce shi (VSM)、N2xi fu -tuo fu (BET)he re chong fen xi (TGA)dui ci xing MOFscai liao Fe3O4@ZIF-8de jie gou he xing zhi jin hang le biao zheng 。3)li yong BG-11pei yang ji pei yang tong lu wei nang zao (bian hao wei FACHB-942),bing yan jiu ci xing he ke MOFscai liao Fe3O4@ZIF-8qu chu tong lu wei nang zao de xiao neng 。tong guo ce ding xie lu su ade han liang lai ji suan ji chu zao lv ,shi yan yan jiu le chu zao cai liao Fe3O4@ZIF-8de nong du 、zuo yong shi jian 、pHzhi 、wen du ji shui ti li zi jiang du dui chu zao xiao guo de ying xiang ,que ding le zui jia chu zao tiao jian ;tong shi dui chu zao cai liao Fe3O4@ZIF-8de hui shou xun huan li yong xiao guo jin hang yan jiu ,tan suo le bu tong hui shou ci shu de chu zao lv 。4)li yong Xshe xian yan she yi 、gong wai guang pu yi 、Zetace ding yi he ge chong xian wei jing deng yi qi ,biao zheng fen xi le Fe3O4@ZIF-8chu zao qian hou zao xi bao he chu zao xu ti de xing tai ji jie gou deng bian hua ,que ding le Fe3O4@ZIF-8de chu zao ji li ;li yong ni yi ji he ni er ji liang chong dong li xue mo xing ,tan jiu le ji xi fu xu ning tong lu wei nang zao de dong li xue hang wei ;shi yong Langmuirhe Freundlichliang chong xi fu deng wen fang cheng dui ji xi fu ping heng shi yan shu ju jin hang ni ge ,que ding le ji xi fu deng wen xian mo xing 。yan jiu biao ming ,zhi bei de ci xing MOFscai liao Fe3O4@ZIF-8,ju you ming xian de he ke jie gou ,li jing jun yi ,zai 600 nmzuo you ,ju cai liao reng bao chi jiao gao ci xing 54.8 emg/g,shi ji ju bei le ke hui shou de you yi xing neng ,zai si ci xi fu tuo fu hou ,chu zao lv reng bao chi zai 70%zuo you 。Fe3O4@ZIF-8xi fu xu ning tong lu wei nang zao de liang wei 0.58124 mg/gde chan wei xi fu liang ;zui jia cai liao nong du wei 0.8 g/L,zui jia zuo yong shi jian wei 30min;tong guo ji chu zao ji li de tan jiu ,de zhi chu zao cai liao Fe3O4@ZIF-8shi tong guo dian he zhong he zuo yong xi fu xu ning zao xi bao de ;tong guo shu ju ni ge biao ming ji xi fu xu ning hang wei fu ge er ji xi fu xu ning dong li xue he Langmuirxi fu deng wen xian mo xing 。yin ci ,shi yong ci xing MOFscai liao chu qu fu ying yang hua shui ti zhong de zao lei shi yi ge xun su gao xiao de guo cheng 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自河北科技大学的贾云婷,发表于刊物河北科技大学2019-07-02论文,是一篇关于磁性材料论文,铜绿微囊藻论文,除藻论文,吸附絮凝论文,河北科技大学2019-07-02论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自河北科技大学2019-07-02论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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