用于污水處理的靜電紡絲納米纖維的構(gòu)筑及研究

【摘要】：本論文以靜電紡絲技術(shù)為依托，結(jié)合一系列方法制備了多種靜電紡絲納米纖維，希望通過在納米纖維中引入功能性基團(tuán)或無(wú)機(jī)物質(zhì)，而使纖維可以移除污水中的重金屬離子；同時(shí)，我們也制備了二元金屬氧化物納米纖維并對(duì)其晶型和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，得到具有高光催化活性的光催化劑。本論文主要包括以下三個(gè)部分：（1）為了得到對(duì)重金屬離子具有高選擇性、高吸附容量的納米纖維，我們?cè)诩{米纖維中引入了含硫基團(tuán)，制備得到了兩種富含硫基團(tuán)的螯合納米纖維。另外，我們?cè)趯?duì)納米纖維進(jìn)行硫化反應(yīng)之前，先對(duì)其進(jìn)行了交聯(lián)反應(yīng)，提高了納米纖維的機(jī)械性質(zhì)，使納米纖維之間互相搭接形成的膜結(jié)構(gòu)可耐水的沖刷，增加其環(huán)境穩(wěn)定性。最后我們研究了螯合納米纖維對(duì)重金屬離子的吸附性能，并對(duì)其吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了模擬，探討了其吸附機(jī)理。（2）我們采用摻雜和吸附配位的方法，制備了兩種含錳高分子復(fù)合納米纖維，研究了其在草酸存在條件下，對(duì)重鉻酸鉀溶液中Cr(VI)的移除作用。同時(shí)研究了不同條件下，復(fù)合納米纖維移除Cr(VI)的效果，并對(duì)其移除Cr(VI)的機(jī)理進(jìn)行了探討。（3）我們結(jié)合靜電紡絲、溶膠-凝膠和高溫煅燒技術(shù)制備了兩種鈣鈦礦型二元金屬氧化物納米纖維，調(diào)控煅燒溫度得到具有一定晶型結(jié)構(gòu)的納米纖維，并分別研究它們?cè)谀M太陽(yáng)光和可見光照射條件下光催化降解有機(jī)染料的性能。 【關(guān)鍵詞】：靜電紡絲納米纖維 吸附 Cr(VI)還原 光催化活性 鈣鈦礦
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TB383.1
【目錄】：

• 內(nèi)容提要4-5
• 中文摘要5-8
• ABSTRACT8-17
• 第一章 緒論17-55
• 第一節(jié) 靜電紡絲納米纖維概述18-30
• 1.1.1 靜電紡絲納米纖維的概念18-19
• 1.1.2 靜電紡絲納米纖維形成的基本過程19-24
• 1.1.2.1 基本裝置19-21
• 1.1.2.2 理論基礎(chǔ)21-22
• 1.1.2.3 影響靜電紡絲過程的參數(shù)22-24
• 1.1.3 靜電紡絲納米纖維的應(yīng)用24-30
• 1.1.3.1 生物醫(yī)藥24-25
• 1.1.3.2 電子和光學(xué)納米器件25-27
• 1.1.3.3 化學(xué)生物傳感器27-28
• 1.1.3.4 能量領(lǐng)域28-30
• 1.1.3.5 環(huán)境領(lǐng)域30
• 第二節(jié) 靜電紡絲納米纖維在污水處理方面的應(yīng)用30-40
• 1.2.1 吸附31-34
• 1.2.1.1 有機(jī)納米纖維吸附劑31-32
• 1.2.1.2 無(wú)機(jī)納米纖維吸附劑32-33
• 1.2.1.3 有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合納米纖維吸附劑33-34
• 1.2.2 光催化34-38
• 1.2.3 金屬離子檢測(cè)38-40
• 1.2.4 油水分離40
• 第三節(jié) 本論文的選題與設(shè)計(jì)思路40-42
• 參考文獻(xiàn)42-55
• 第二章 含硫基團(tuán)螯合納米纖維的制備及其對(duì)水中銀、金離子的吸附研究55-85
• 第一節(jié) ?；虼阴０坊霞{米纖維的制備及其對(duì)水中銀離子的吸附研究56-63
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)部分56-58
• 2.1.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑56
• 2.1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器56
• 2.1.1.3 酰基硫代乙酰胺基螯合納米纖維膜的制備56-57
• 2.1.1.4 吸附測(cè)試57-58
• 2.1.2 結(jié)果與討論58-63
• 2.1.2.1 ?；虼阴０坊霞{米纖維膜的吸附選擇性58-59
• 2.1.2.2 ?；虼阴０坊霞{米纖維膜的表征59-61
• 2.1.2.3 酰基硫代乙酰胺基螯合納米纖維膜吸附 Ag(I)離子性能的研究61-62
• 2.1.2.4 ?；虼阴０坊霞{米纖維膜吸附 Ag(I)離子的機(jī)理62-63
• 第二節(jié) 硫代酰胺基螯合納米纖維的制備及其對(duì)水中金離子的吸附研究63-78
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)部分63-66
• 2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑63
• 2.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器63-64
• 2.2.1.3 硫代酰胺基螯合納米纖維膜的制備64-65
• 2.2.1.4 吸附測(cè)試65-66
• 2.2.2 結(jié)果與討論66-78
• 2.2.2.1 硫代酰胺基螯合納米纖維膜的吸附選擇性66-67
• 2.2.2.2 pH 值對(duì)硫代酰胺基螯合納米纖維膜吸附能力的影響67-68
• 2.2.2.3 硫代酰胺基螯合納米纖維膜的表征68-71
• 2.2.2.4 硫代酰胺基螯合納米纖維膜吸附 Au(Ш)離子性能的研究71-75
• 2.2.2.5 硫代酰胺基螯合納米纖維膜吸附 Au(Ш)離子的機(jī)理75-78
• 第三節(jié) 本章小結(jié)78-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 第三章 含錳高分子復(fù)合納米纖維的制備及其對(duì)水中六價(jià)鉻的催化還原研究85-111
• 第一節(jié) 聚丙烯腈/醋酸錳復(fù)合納米纖維的制備及其對(duì)水中六價(jià)鉻的催化還原研究86-98
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)部分86-88
• 3.1.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑86
• 3.1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器86-87
• 3.1.1.3 PAN/Mn(CH_3COO)_2復(fù)合納米纖維膜的制備87
• 3.1.1.4 Cr(VI)的還原測(cè)試87-88
• 3.1.2 結(jié)果與討論88-98
• 3.1.2.1 PAN/Mn(CH_3COO)_2復(fù)合納米纖維膜的表征88-90
• 3.1.2.2 PAN/Mn(CH_3COO)_2復(fù)合納米纖維膜的催化性能90-98
• 第二節(jié) 丙烯酸-丙烯腈共聚物-聚 4-乙烯基吡啶/錳復(fù)合納米纖維的制備及其對(duì)水中六價(jià)鉻的催化還原研究98-106
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)部分98-100
• 3.2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑98
• 3.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器98-99
• 3.2.1.3 PANCAA-P4VP-Mn 復(fù)合納米纖維膜的制備99-100
• 3.2.1.4 Cr(VI)的移除測(cè)試100
• 3.2.2 結(jié)果與討論100-106
• 3.2.2.1 PANCAA-P4VP-Mn 復(fù)合納米纖維膜的表征100-102
• 3.2.2.2 PANCAA-P4VP-Mn 復(fù)合納米纖維膜對(duì) Cr(VI)的移除性能102-106
• 第三節(jié) 本章小結(jié)106-107
• 參考文獻(xiàn)107-111
• 第四章 鈣鈦礦型氧化物納米纖維的制備及其對(duì)水中甲基紫、甲基橙的光催化降解研究111-135
• 第一節(jié) 鈦酸鋅納米纖維的制備及其對(duì)水中甲基紫的光催化降解研究112-120
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)部分112-115
• 4.1.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑112
• 4.1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器112-113
• 4.1.1.3 ZnTiO_3納米纖維的制備113-114
• 4.1.1.4 ZnTiO_3納米纖維模擬太陽(yáng)光光催化活性的測(cè)試114-115
• 4.1.2 結(jié)果與討論115-120
• 4.1.2.1 ZnTiO_3納米纖維的表征115-118
• 4.1.2.2 ZnTiO_3納米纖維模擬太陽(yáng)光光催化降解甲基紫的性能118-120
• 第二節(jié) 鈦酸鉍納米纖維的制備及其對(duì)水中甲基橙的光催化降解研究120-128
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)部分121-122
• 4.2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑121
• 4.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器121
• 4.2.1.3 BiTiO 納米纖維的制備121-122
• 4.2.1.4 BiTiO 納米纖維可見光光催化活性的測(cè)試122
• 4.2.2 結(jié)果與討論122-128
• 4.2.2.1 BiTiO 納米纖維的表征122-125
• 4.2.2.2 BiTiO 納米纖維的光學(xué)性質(zhì)和可見光光催化降解甲基橙的性能125-128
• 第三節(jié) 本章小結(jié)128
• 參考文獻(xiàn)128-135
• 第五章 結(jié)論135-137
• 作者簡(jiǎn)歷137-141
• 致謝141

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