壳聚糖-甘蔗渣活性炭的制备及其处理有机农药污染物的性能研究

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzwyy198552
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来由于农药的大量及不合理使用,导致有机农药残留在周围环境中,残留农药通过多种途径进入水体,给周围环境以及人体健康带来了严重危害。如何去除环境中的有机农药污染物备受关注,已成为科研工作者的研究热点。为了解决该问题,许多相关的处理技术相应而生。相比于大部分的处理技术,物理吸附法所使用的吸附剂材料来源广泛,价格相对低廉,且处理有机农药污染的能力强,造成的二次污染小,所以该方法也逐渐被广泛应用于处理有机农药污染。农业废弃物甘蔗渣生物量巨大,且富含纤维素。但是目前甘蔗渣大部分是低值化利用,如,在农业生产中多数将甘蔗渣丢弃烧毁,这样不仅是对自然资源的一种浪费,也对环境造成了的污染。现有的甘蔗渣高值化利用方式中,将甘蔗渣制备成活性炭吸附剂以去除环境污染物,为本研究提供了研究依据和理论基础。壳聚糖作为一种来源广泛,价格低廉,容易获取的天然高分子化合物,因其具有较好的絮凝作用,且无毒无害,目前也被广泛用于各个领域,在治理环境污染方面也有较好的成效。基于以上认识,本文的主要研究结论如下:(1)本试验以农业废弃物甘蔗渣为原材料,采用ZnCl2活化法制备甘蔗渣活性炭,并确定了该工艺最佳的制备条件为:氯化锌溶液的质量分数为5%,与原料的质量比例为2:1,活化温度为450℃,活化时间为120 min。制备出来的活性炭得率为49%57%。并以5%乙酸水为介质,戊二醛为交联剂,将甘蔗渣活性炭与壳聚糖交联聚合,成功制备出壳聚糖-甘蔗渣复合活性炭。(2)壳聚糖-甘蔗渣活性炭的表征结果显示,活性炭为无定型结构,表面具有丰富的孔隙构造,主要由C和O组成,其中甘蔗渣活性炭的比表面积为859.6m2/g,壳聚糖与甘蔗渣活性炭配比为1:3的复合活性炭比表面积为156.9 m2/g。傅里叶红外检测1:3配比的复合活性炭后发现,其主要的官能团为羟基、羰基和甲基。(3)利用壳聚糖-甘蔗渣复合活性炭处理含啶虫脒和敌敌畏的水溶液,当啶虫脒和敌敌畏浓度分别为5 mg/L和1 mg/L,温度为30℃时,1:3配比的复合活性炭吸附两种有机农药后分别于60 min和30 min后达到吸附平衡,吸附量分别为1.4 mg/g和0.33 mg/g;当啶虫脒和敌敌畏浓度分别为50 mg/L和20 mg/L时,1:3配比的复合活性炭的最大吸附量分别为11.56 mg/g和16.06 mg/g。与甘蔗渣活性炭相比,1:3和6:4配比的复合活性炭更具稳定性和长效性,单位比表面积去除率大于甘蔗渣活性炭,而1:3配比的复合活性炭效果优于6:4配比的复合活性炭。(4)使用Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型对1:3和6:4配比的复合活性炭吸附啶虫脒和敌敌畏的过程进行拟合,结果发现两种等温吸附模型均能够很好地描述该吸附过程,吸附为单分子层吸附。Freundlich等温吸附模型表明1:3和6:4配比的复合活性炭的吸附容量大,且对有机农药啶虫脒和敌敌畏的吸附容易进行。根据拟合结果,1:3配比的复合活性炭对啶虫脒和敌敌畏分子具有更强的亲和力和更大的吸附容量。(5)使用准二级动力学方程描述1:3和6:4配比的复合活性炭的吸附过程,能达到显著相关的水准。在最佳条件下,通过准二级动力学方程计算出来的吸附量与1:3和6:4配比的复合活性炭实际吸附有机农药的吸附量相符合,说明准二级动力学方程可以用来预测1:3和6:4配比的复合活性炭吸附啶虫脒和敌敌畏的过程。活性炭表面存在一定量的吸附位点,其最大吸附量取决于吸附位点的数量,当活性炭表面的吸附位点接近饱和,吸附速率也会趋于平缓。(6)阐述了壳聚糖-甘蔗渣复合活性炭对啶虫脒和敌敌畏的去除机理,其机理主要分为三个方面:有机农药的水解过程,复合活性炭对啶虫脒和敌敌畏的去除(包括活性炭本身以及活性炭和壳聚糖的共同作用)以及复合活性炭上的官能团对啶虫脒和敌敌畏的去除。并对壳聚糖-甘蔗渣复合活性炭的原材料成本、制备器材成本和估计经济价值进行了分析,能说明该材料具有良好的经济效益。
其他文献
中西艺术总体风貌上的差异是显而易见的。中西艺术美学致思的差异,使它们在表现自己的思维世界时,找到了各自的表现层面,层面的确定对于形成中西艺术的形象特征起了决定性的
<正>一、品牌研究的意义品牌是什么?品牌的市场概念是目标顾客的口碑,品牌价值的大小实质上是目标顾客对企业承诺的感受,由目标顾客对品牌的信任程度和消费选择的持续时间决
在高校体育课程改革的过程中,以选项课的方式来激发大学生的运动兴趣,是当前我国高校的一种改革方式。女子足球选项课的开设,为高校女大学生的体育锻炼创设了更为丰富的空间,
<正>冬季将至,是时候开始准备一双手套了,MUJJO就于近日发布了他们最新的触控手套。据了解,Mujjo品牌是由三位荷兰创始人Remy,Robin以及Tom于2011年共同发起建立而成,该品牌
期刊
期刊
《诗经》是中国最早的诗歌总集。本文将运用目的功能学派理论,对理雅各、庞德和许渊冲选自《诗经》的《秦风蒹葭》三个译本进行分析,通过平行文本不同翻译目的之比较,管窥翻
文章对“认知语言学”的一些基本观点提出质疑。第一部分主要结合语言事实讨论认知语言学有关汉语的诸“原则”,认为这些原则往往存在许多反例。第二部分主要讨论认知语言学
目的探讨血清神经元特异性烯醇化酶(NSE)浓度与重症手足口病患儿神经系统损害的相关性,为提高该类患儿的诊疗质量提供指导依据。方法将确诊的125例重症手足口病患儿,按照血清
目的:观察头穴透刺调控急性MCAO大鼠缺血半暗带区NF-κBp65mRNA、IκBmRNA的表达,探讨头穴透刺调控急性缺血性脑血管病炎症反应的作用机制。方法:雄性SD大鼠100只随机抽取20
<正>学生的学习能力、理解能力不同,对新知识的接受程度也不一样.在统一教学模式下,既无法满足学习能力较强学生的学习需求,也无法促进学困生的转化,难以提高整体教学水平,对