改性磁性壳聚糖的制备及其水处理应用电子书

内容提要

前言

第1章 绪论

1.1 水体污染的概述

1.1.1 重金属废水的概述

1.1.2 染料废水的概述

1.1.2.1 染料废水的来源

1.1.2.2 染料废水的危害与污染现状

1.2 水处理技术概述

1.2.1 离子交换法

1.2.2 膜分离法

1.2.3 化学沉淀法

1.2.4 电化学法

1.2.5 离子浮选

1.2.6 生物法

1.3 吸附及吸附剂的研究现状

1.3.1 碳材料

1.3.1.1 活性炭

1.3.1.2 石墨烯

1.3.1.3 碳纳米管

1.3.2 天然材料

1.3.2.1 黏土矿物

1.3.2.2 沸石

1.3.3 生物吸附剂

1.3.3.1 真菌

1.3.3.2 细菌

1.3.3.3 藻类

1.3.3.4 生物炭

1.3.4 工农业副产品

1.3.4.1 工业副产品

1.3.4.2 农业副产品

1.3.5 新型纳米材料

1.3.5.1 金属有机骨架（MOFs）

1.3.5.2 二维过渡金属碳化物（MXenes）

1.3.5.3 石墨相氮化碳（g-C3N4）

1.3.5.4 纳米金属氧化物（NMOs）

1.4 磁性复合材料的研究现状

1.4.1 聚合物改性磁性吸附剂

1.4.2 生物分子改性磁性吸附剂

1.4.3 有机分子改性磁性吸附剂

1.4.4 碳质材料改性磁性吸附剂

1.4.5 无机分子改性磁性吸附剂

1.5 磁性壳聚糖基吸附剂

1.5.1 壳聚糖的简介

1.5.2 磁性壳聚糖基复合材料的制备

1.5.2.1 共沉淀法

1.5.2.2 交联法

1.5.3 磁性壳聚糖基吸附剂在水处理中的应用

1.5.3.1 重金属污染物的去除

1.5.3.2 染料污染物的去除

1.6 本章小结

第2章 磁性壳聚糖的制备及其水处理效能研究

2.1 概述

2.2 实验内容与方法

2.2.1 实验试剂与仪器

2.2.1.1 主要试剂

2.2.1.2 主要仪器

2.2.2 磁性壳聚糖的制备

2.2.2.1 Fe3O4@SiO2（FFO@Sil）的制备

2.2.2.2 磁性壳聚糖吸附剂的制备

2.2.3 磁性壳聚糖的表征

2.2.4 表征结果与讨论

2.2.4.1 磁性吸附剂的结构、组成和形态分析

2.2.4.2 吸附剂的磁性和热稳定性

2.3 磁性壳聚糖对银离子的选择性吸附性能研究

2.3.1 实验部分

2.3.1.1 实验中所用溶液的配置

2.3.1.2 竞争吸附实验

2.3.2 结果与讨论

2.4 磁性吸附剂对银离子的吸附性能研究

2.4.1 实验部分

2.4.1.1 溶液pH值的影响

2.4.1.2 等温实验和热力学实验

2.4.1.3 吸附动力学实验

2.4.1.4 磁性壳聚糖的再生实验

2.4.2 结果与讨论

2.4.2.1 溶液初始pH值对吸附的影响

2.4.2.2 吸附等温线的研究

2.4.2.3 吸附热力学的研究

2.4.2.4 吸附动力学的研究

2.4.2.5 吸附剂的可重复利用性能研究

2.4.3 吸附机理的探讨

2.5 本章小结

第3章 磷酸化改性磁性壳聚糖的制备及其水处理效能研究

3.1 概述

3.2 实验内容与方法

3.2.1 主要试剂与仪器

3.2.1.1 主要试剂

3.2.1.2 主要仪器

3.2.2 磷酸化改性磁性壳聚糖吸附剂的制备

3.2.2.1 Fe3O4@SiO2的制备

3.2.2.2 磁性壳聚糖纳米颗粒的制备

3.2.2.3 磷酸化改性磁性壳聚糖吸附剂的制备

3.2.3 磷酸化改性磁性壳聚糖吸附剂的表征

3.2.4 磷酸化改性磁性壳聚糖吸附铅离子的实验内容

3.2.4.1 竞争吸附实验

3.2.4.2 铅离子单金属体系吸附实验

3.2.4.3 吸附剂的再生实验

3.3 结果与讨论

3.3.1 表征结果分析

3.3.1.1 SEM和EDS分析

3.3.1.2 FTIR分析

3.3.1.3 XPS分析

3.3.1.4 XRD分析

3.3.1.5 比表面积和孔径分析

3.3.1.6 热重分析

3.3.1.7 磁性能分析

3.3.2 磷酸化改性磁性壳聚糖对重金属废水处理性能研究

3.3.3 磷酸化改性磁性壳聚糖处理铅离子性能研究

3.3.3.1 溶液初始pH值的影响

3.3.3.2 铅离子不同初始浓度的影响及吸附等温模型的拟合

3.3.3.3 温度的影响及热力学的拟合

3.3.3.4 吸附时间的影响及动力学模型的拟合

3.3.3.5 解吸和循环性能的研究

3.3.4 吸附机理的探讨

3.4 本章小结

第4章 阴离子聚合物改性磁性壳聚糖的制备及其水处理效能研究

4.1 概述

4.2 实验内容与方法

4.2.1 主要试剂与仪器

4.2.1.1 主要试剂

4.2.1.2 主要仪器

4.2.2 阴离子聚合物改性磁性壳聚糖的制备

4.2.2.1 核壳微粒Fe3O4@SiO2（MS）的制备

4.2.2.2 磁性壳聚糖微粒的制备

4.2.2.3 阴离子聚合物接枝修饰的磁性壳聚糖复合吸附剂的制备

4.2.3 样品的表征

4.2.4 吸附实验的研究内容

4.2.4.1 单一铅体系中的批量吸附实验

4.2.4.2 吸附剂的再生研究

4.2.4.3 共存物质的影响的实验研究

4.3 结果与讨论

4.3.1 表征结果分析

4.3.1.1 SEM分析

4.3.1.2 FTIR分析

4.3.1.3 XPS分析

4.3.1.4 XRD分析

4.3.1.5 VSM分析

4.3.1.6 比表面积和孔径分析

4.3.2 阴离子聚合物改性吸附剂吸附性能研究

4.3.2.1 溶液的初始pH对吸附性能的影响

4.3.2.2 铅离子初始浓度对吸附性能的影响和吸附等温线的研究

4.3.2.3 反应初始温度对吸附性能的影响和吸附热力学的研究

4.3.2.4 不同接触时间对吸附性能的影响和吸附动力学的研究

4.3.2.5 吸附剂的再生重复利用研究

4.3.3 阴离子聚合物改性吸附剂的水处理应用潜力研究

4.3.3.1 共存的竞争性金属离子的影响

4.3.3.2 共存无机盐的影响

4.3.3.3 共存的有机染料的影响

4.3.4 吸附机理研究

4.4 本章小结

第5章 DTPA功能化磁性壳聚糖的制备及其水处理效能研究

5.1 概述

5.2 实验内容与方法

5.2.1 主要试剂与仪器

5.2.1.1 主要试剂

5.2.1.2 主要仪器

5.2.2 DTPA功能化磁性壳聚糖吸附剂的制备

5.2.2.1 Fe3O4@SiO2的制备

5.2.2.2 磁性壳聚糖纳米颗粒的制备

5.2.2.3 DTPA功能化磁性壳聚糖吸附剂的制备

5.2.3 磁性吸附剂的表征及主要仪器

5.2.4 吸附实验的研究内容

5.2.4.1 混合体系中吸附效能研究

5.2.4.2 单一铅体系中吸附效能研究

5.3 结果与讨论

5.3.1 表征结果分析

5.3.1.1 微观形态及元素含量分析

5.3.1.2 光谱分析

5.3.1.3 磁性能和热稳定性分析

5.3.1.4 比表面积和孔径分布分析

5.3.2 DTPA功能化磁性壳聚糖处理复合废水的效能研究

5.3.3 DTPA功能化磁性壳聚糖对铅离子的吸附效能研究

5.3.3.1 溶液初始pH值的影响

5.3.3.2 反应接触时间和吸附动力学的研究

5.3.3.3 铅离子初始浓度的影响和吸附等温线的研究

5.3.3.4 吸附过程的热力学研究

5.3.3.5 离子强度的影响

5.3.3.6 吸附剂的再生和重复使用性能研究

5.3.4 吸附机理的确认与讨论

5.4 本章小结

第6章 阴离子协同作用增强吸附剂对复合污染废水的处理效能研究

6.1 概述

6.2 实验内容

6.2.1 主要试剂及仪器

6.2.1.1 主要试剂

6.2.1.2 主要仪器

6.2.2 磁性吸附剂对阴离子染料甲基蓝去除效能的研究

6.2.2.1 溶液pH值的影响

6.2.2.2 吸附时间的影响

6.2.2.3 初始浓度的影响

6.2.2.4 反应温度的影响

6.2.2.5 离子强度的影响

6.2.2.6 吸附剂的循环再生

6.2.3 MB共存对磁性壳聚糖处理银离子效能的影响研究

6.2.3.1 不同MB浓度对磁性壳聚糖选择性吸附Ag（Ⅰ）的影响

6.2.3.2 二元污染体系中同时去除Ag（Ⅰ）和MB的效能研究

6.2.4 MB共存对DTPA功能化吸附剂处理铅离子效能的影响研究

6.2.4.1 不同MB浓度对FFO@Sil@Chi-DTPA选择性吸附Pb（Ⅱ）的影响

6.2.4.2 二元污染体系中同时去除Pb（Ⅱ）和MB的研究

6.3 结果与讨论

6.3.1 磁性吸附剂对MB吸附性能的研究

6.3.1.1 溶液pH值的影响

6.3.1.2 吸附时间的影响以及动力学模型的拟合

6.3.1.3 初始浓度的影响以及吸附等温线的拟合

6.3.1.4 反应温度的影响以及热力学的研究

6.3.1.5 离子强度的影响

6.3.1.6 吸附剂的循环再生

6.3.1.7 吸附机理的探讨

6.3.2 MB协同作用增强磁性壳聚糖对Ag(Ⅰ)的选择性吸附效能的研究

6.3.2.1 不同MB浓度对磁性壳聚糖选择性吸附Ag（Ⅰ）的影响

6.3.2.2 二元污染物体系中同时去除Ag（Ⅰ）和MB的研究

6.3.2.3 协同吸附的机理探讨

6.3.3 MB协同作用增强DTPA功能化吸附剂对Pb(Ⅱ)的选择性吸附效能的研究

6.3.3.1 不同MB浓度对DTPA功能化吸附剂选择性吸附Pb（Ⅱ）的影响

6.3.3.2 二元污染物体系中同时去除Pb（Ⅱ）和MB的研究

6.3.3.3 协同吸附的机理探讨

6.4 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 展望

参考文献