【摘 要】
:
近年来,医疗、养殖业、制药业中的抗生素滥用及水污染问题突出,抗生素废水的处理刻不容缓。吸附法是处理抗生素废水的有效方法之一,其中吸附剂的选择非常关键。生物质基多孔炭具有原料来源丰富、成本低、孔道丰富等优点,其作为抗生素吸附材料受到了广泛的关注与利用。然而,生物质基多孔炭吸附剂在实际应用中还存在产率低、使用强腐蚀性活化剂、孔道连通性差以及对不同分子量抗生素的适用性差等问题。关于多孔炭的孔道结构对不同
【基金项目】
:
广东省重点领域研发计划项目(2020B1111380002);
论文部分内容阅读
近年来,医疗、养殖业、制药业中的抗生素滥用及水污染问题突出,抗生素废水的处理刻不容缓。吸附法是处理抗生素废水的有效方法之一,其中吸附剂的选择非常关键。生物质基多孔炭具有原料来源丰富、成本低、孔道丰富等优点,其作为抗生素吸附材料受到了广泛的关注与利用。然而,生物质基多孔炭吸附剂在实际应用中还存在产率低、使用强腐蚀性活化剂、孔道连通性差以及对不同分子量抗生素的适用性差等问题。关于多孔炭的孔道结构对不同分子量抗生素的吸附性能的影响规律也还不太明确。木质素是自然界含量最高的芳香族天然高分子聚合物,具有三维网络结构和高含碳量,是制备生物质基多孔炭的理想碳源。在制浆造纸及生物燃料工业中,每年产生了大量的工业木质素副产物。因此利用工业木质素为碳源,制备具有高性能、适用性强的多孔炭吸附剂并研究多孔炭的孔道结构对抗生素吸附性能的影响,具有重要的应用价值和环境保护意义。本文利用酸法制浆废液中回收的木质素磺酸钠(LS)为碳源,以CaCO3为活化剂,通过共沉淀和一步碳化制备了木质素分级多孔炭。该多孔炭具有高比表面积和良好的孔道连通性,对不同种类的抗生素均表现出较好的吸附性能。进一步以LS为碳源,以KOH和ZnCO3为活化剂分别制备了具有高微孔率或高介孔率的木质素多孔炭,揭示了木质素多孔炭的孔道结构特征对不同分子量抗生素吸附性能的影响规律。主要结论如下:(1)以LS为碳源,通过与CaCO3共沉淀、共热解制备了具有高比表面积(2944 m~2/g)和连通孔道结构的木质素分级多孔炭(LPC@CaCO3)。LPC@CaCO3具有微孔、2~10 nm的介孔和大孔,微孔率和介孔率分别为53.4%和45.3%。LPC@CaCO3的热解过程以及其微观结构证明,LS和CaCO3的均匀复合和同步热解是获得高比表面积和连通孔道结构的关键。LPC@CaCO3对磺胺二甲基嘧啶(SMT)和泰乐菌素(AIV)的吸附符合Langmuir模型和拟二级动力学模型,最大单层吸附容量分别为935 mg/g和734 mg/g。LPC@CaCO3对SMT和AIV进行动态吸附时,吸附剂利用率分别达到了98%和51%。实验结果证明,LPC@CaCO3对不同分子量大小的抗生素污染废水均表现出高效、快速的吸附效果。LPC@CaCO3对抗生素的吸附性能优于大多数生物质基多孔炭吸附材料,特别是对传质阻力较大的大分子量抗生素,具有连通孔道结构的LPC@CaCO3有效降低了传质阻力。(2)以LS为碳源,以KOH和ZnCO3为活化剂分别通过直接混合-碳化和共沉淀-碳化制备了木质素微孔炭LPC-KOH和介孔炭LPC@ZnCO3。SEM、TEM、BET以及TG分析的结果表明,700℃碳化得到的LPC-KOH具有81.3%的微孔率,比表面积为1917m~2/g;600℃碳化得到的LPC@ZnCO3为颗粒碳堆积结构,其介孔率为71.9%,比表面积为768 m~2/g。以微孔-介孔-大孔分级多孔炭LPC@CaCO3、微孔炭LPC-KOH和介孔炭LPC@ZnCO3作为抗生素废水的吸附剂,探究了孔道结构对不同分子量抗生素吸附性能的影响规律。实验结果表明,微孔炭适用于小分子抗生素的吸附,介孔炭适用于大分子抗生素的吸附,微孔-介孔-大孔分级多孔炭对小分子或大分子抗生素均有较好的吸附性能。在对传质速率要求较高的动态吸附中,传输路径长的微孔炭对抗生素吸附性能明显下降,而传输路径短的介孔炭对抗生素(尤其是大分子抗生素)仍保留较好的吸附能力。
其他文献
随着人们对现代化设计多样化的追求,研发在玻璃表面进行装饰的墨水以及选择与之适配的印刷技术具有极高的商业价值和应用前景。与传统丝网印刷技术相比,喷墨打印技术因具有打印速度快、精度高、图案设计丰富等特点而受到广泛关注。使用无机颜料和玻璃熔块制备符合喷墨打印的玻璃墨水,能有效解决附着力低、耐候性差和打印精度低等问题。非晶体的研磨以及非晶与晶体混合体系的稳定性研究对喷墨打印技术的发展具有十分重要的意义,已
有机分子材料构成的有机发光二极管(OLED)目前由于其对比度高、响应速度快、使用温度范围广、可弯曲性、轻薄以及制造成本低等优点,已经被商业化用于各种智能手机、平板电脑以及平板电视中。但是,目前商业化所采用的OLED材料中的发光体存在着造价高昂、材料污染环境、使用寿命短等限制。基于上述原因,基于热激活延迟荧光(TADF)理论的新型OLED材料获得了更多的研究关注。TADF材料拥有较小的单线态-三线态
氧化钇铕(Y2O3:Eu3+)是一种稳定性好、量子效率高和色纯度高的三基色灯或彩电用红色发光材料,但其在蓝光区吸收谱线窄且吸收效率较低,因此不能适用于蓝光LED芯片激发的光转换白光器件。通过设计界面共振能量传递使其它可宽谱吸收蓝光的荧光物质向氧化钇铕传递能量是解决这个问题的重要途径之一,其中铅卤钙钛矿和荧光染料是性能优异的备选敏化剂。为了能与敏化剂材料更好地接触,本论文设计以具有三维有序多孔结构的
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)具有可溶液加工、成本低并且可实现大面积印刷加工等优点,能很好地应用在柔性显示和固态照明设备中,具有很大的商用潜力。在三原色有机发光二极管材料中,设计并合成电流效率高且色纯度高的蓝光聚合物和小分子材料至今仍是制约发光二极管实现商业应用的关键问题之一。蓝光材料的迁移率较低,能级水平与载流子注入和传输层的较难匹配等问题,
在国家“碳达峰”、“碳中和”政策的大背景下,储能新型化、汽车电动化等改革的主要关键点集中在电池相关技术上。目前商用锂离子电池中所用碳酸酯类液态电解质易燃易泄漏,所用聚烯烃类隔膜对电解液亲和不足、热稳定性差,容易使电池发生热失控带来安全隐患。开发固态或凝胶聚合物电解质,成为解决该问题方案之一。同时,聚烯烃隔膜所用的石化基原料带来的环境污染、能源危机日益严重,人们逐渐将目光投向了来源广泛、环境友好的纤
人工合成的水化硅酸钙(C-S-H)是一种新型的晶种早强剂,能够显著提高水泥基材料的早期强度,但是由于C-S-H颗粒易团聚和分散稳定性差,显著削弱了其早强效果,限制了其应用。聚羧酸减水剂(PCE)作为一种高效的分散剂,可用于分散C-S-H晶种,通过共沉淀法合成C-S-H/PCE复合材料,但是不同侧链密度和长度的PCE的分散效果存在显著差异,且对于其合成的C-S-H/PCE的组成结构、分散稳定性,以及
软磁材料种类众多,相比于传统的晶态软磁材料,非晶软磁材料因具有高电阻率,高饱和磁化强度,低矫顽力,良好的耐腐蚀性和耐磨性等优点,成为制备下一代电感磁芯的理想材料之一。为了实现电子设备小型化、轻量化和长续航的发展目标,要求下一代电感具有更高的饱和磁化强度、更大的磁导率、更低的损耗和更好的频率稳定性。磁粉作为电感的核心材料,其性能受磁粉成分、组织结构以及包覆工艺的影响。无机包覆工艺是提高粉末电阻率,降
目的:探讨冥想疗法对重型肝炎行人工肝治疗患者依从性、情绪状态、睡眠质量及生活质量的影响。方法:选取2022年1—10月南昌大学第二附属医院收治的重型肝炎行人工肝治疗的患者80例为研究对象。采用随机数字表法将其分为对照组和观察组,各40例。对照组患者开展常规护理,在此基础上,观察组患者开展冥想疗法护理。比较两组患者遵医行为,护理前及护理2周后焦虑自评量表(SAS)、抑郁自评量表(SDS)、匹兹堡睡眠
随着电子行业的迅速发展,电子器件正朝着小型化、集成化和高频化方向发展。由于铁粉芯材料的磁损耗随着应用频率的提高会剧烈增加,导致其严重发热而出现磁性能降低,因此在高频应用条件下对铁粉芯损耗特性和高温可靠性提出更高的要求。本文以羰基铁粉和双马来酰亚胺(BMI)树脂为研究对象,在无机包覆—磷化处理的基础上,采用耐高温树脂双马来酰亚胺作为有机绝缘包覆剂,并通过工艺参数的优化提高了铁粉芯的高温可靠性。而且利
目的 探讨正念冥想对慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者呼吸困难及焦虑抑郁的改善效果。方法 选取该院2021年1月至2022年1月收治的COPD稳定期患者100例,随机分为对照组与观察组各50例。两组均采取传统护理措施,观察组在此基础上增加正念冥想干预。比较两组干预前后焦虑抑郁量表评分及呼吸困难分级情况。结果 观察组呼吸困难1级占比44.0%(22/50)高于对照组的12.0%(6/50),差异有统计