银纳米微粒吸附去除方法研究

摘要

纳米材料在研究、医药、商业产品上都颇受欢迎，银纳米由于其良好的抗菌性在工业消费品上得到广泛的应用。从世界范围来看，银纳米的生产量约为500公吨每年。随着银纳米使用量的增加，大量的纳米材料可能被排放到环境中。每年被排放到去水处理厂的银纳米估计有270公吨。在环境中存在的银纳米可以通过食物链进入人体，然而这些纳米材料由于其小粒径和大的比表面积对人体有毒副作用，对人体健康有严重的威胁。银纳米微粒所引起的环境问题已经成为环境工作者担忧的一个问题。因此，实验采用三种简单材料作为吸附剂对水中的银纳米进行吸附去除研究。
　　1.本实验用蛋壳膜去除水中的银纳米微粒，研究了蛋壳膜对银纳米的吸附行为及pH值、盐浓度、腐植酸、不同配体等因素的影响。结果表明，在pH=6时蛋壳膜对银纳米的吸附效果较好，离子强度对吸附的影响较大，促进蛋壳膜对银纳米的吸附，腐植酸的存在影响了蛋壳膜对银纳米的吸附，使吸附效率降低。蛋壳膜对不同的配体修饰的银纳米有不同的效果，说明蛋壳膜对银纳米的吸附是受多因素共同作用的结果。实验还研究了银纳米的吸附动力学和等温线，吸附过程符合准二级动力学吸附模型，吸附等温线符合Langmuir等温线吸附方程，最大吸附量达到30.5mg/g，说明蛋壳膜作为吸附剂能有效地去除水中的银纳米。
　　2.本实验用化学共沉淀方法制备了磁性多壁碳纳米管/氧化铁复合物，研究了磁性多壁碳纳米管对水中银纳米的吸附去除效果、吸附行为及pH值、腐植酸、盐浓度、不同配体等因素的影响。实验结果得出，在碱性条件下吸附效果较好，盐浓度对吸附起促进作用，腐植酸对银纳米的去除有阻碍作用。银纳米的吸附过程符合准二级动力学，Freundlich吸附等温线方程能更好的与银纳米吸附等温线数据进行拟合，最大吸附量可达到483 mg/g。并且，磁性多壁碳纳米管在外加磁铁的帮助下能简单快速的与银纳米目标溶液分离。因此，磁性多壁碳纳米管作为吸附剂能有效的用于水中银纳米的吸附去除。
　　3.本实验采用合成磁性碳纳米管的化学共沉淀方法制备了磁性活性炭/氧化铁磁性纳米复合物，在利用活性炭对银纳米有吸附去除能力的基础上使活性炭具有磁性，用于水中银纳米的吸附去除。实验研究了磁性活性炭对水中银纳米的吸附去除效果、吸附行为及pH值、腐植酸、盐浓度、不同配体等因素的影响。实验结果得出，在pH=6条件下吸附效果较好，盐浓度对吸附起促进作用，腐植酸对银纳米的去除有阻碍作用，吸附过程符合准二级动力学模型，吸附等温线拟合符合Freundlich吸附等温线方程，属化学吸附，最大吸附量可达到25 mg/g。且磁性活性炭在外加磁铁的帮助下能与目标溶液银纳米实现简单分离。因此，磁性活性炭作为吸附剂可用于水中银纳米的吸附去除。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 银纳米概述

1．2 环境问题及去除方法

1．2．1 银纳米的环境问题

1．2．2 银纳米的去除方法

1．3 生物吸附剂

1．4 磁性碳纳米复合材料

1．4．1 磁性碳纳米管复合材料

1．4．2 磁性活性炭复合材料

1．4 研究目标和内容

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

第二章 研究报告

2．1 蛋壳膜对水中银纳米的吸附去除研究

2．1．1 引言

2．1．2 实验部分

2．1．3 结果与讨论

2．1．4 小结

2．2 磁性碳纳米管对水中银纳米的吸附去除研究

2．2．1 引言

2．2．2 实验部分

2．2．3 结果与讨论

2．2．4 小结

2．3 磁性活性炭对水中银纳米的吸附去除研究

2．3．1 引言

2．3．2 实验部分

2．3．3 结果与讨论

2．3．4 小结

参考文献

在校期间发表论文

致谢