纤维素/纳米TiO2复合粉体的制备及高效可重复净水机理研究

来源 :武汉纺织大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:QQ0301
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
染色是纺织行业不可或缺的一个重要工序,首先对纤维进行染色并纺成各种颜色的纱线,进而得到具有条格图案的织物,或对由本色沙线构成的织物染色,从而赋予织物丰富的色彩。但受染色机理所限,染色过程中,染料分子无法完全被纤维吸尽。由于中国是世界上最大的纤维生产国和消费国,这种残存染料首先会对我国的饮用水安全造成极大的危害。其次,绝大多数合成染料分子结构稳定,不易降解,对自然环境存在长期潜在的危害。本文针对目前染色时所用的绝大多数染料(如活性染料、酸性染料、直接染料等)均为阴离子型的这一特点,制备了一种纤维素/纳米Ti O2复合粉体,该粉体形成了一种表面被分子级纤维素修饰的纳米Ti O2粒子负载于微米级纤维素颗粒表面的复合结构,这种结构极有利于废水中阴离子型染料分子的吸附,具有吸附效率快(<30S)和经氙灯(模拟阳光)照射后可重复使用的特性。因此,系统研究这种复合粉体的制备工艺方法、对染料的吸附机理、适用的环境条件及其可重复使用机理,对获得一种安全、可行和实用的染色废水处理技术具有重要的的理论意义和现实指导作用。最重要的是,本文所研究的功能粉体既能通过物理方法中的吸附作用,又能通过后序的氙灯照射回用(化学方法),对染色废水进行净色处理,这是目前其它同类方法所不具备的。首先,以纤维素粉末和钛酸丁酯为原材料,在一定条件下通过溶胶凝胶法制备了纤维素/纳米Ti O2复合粉体,并探究了纤维素/纳米Ti O2复合粉体的形貌结构及各项理化性质。结果表明复合粉体中形成的纳米Ti O2是暴露面为(010)面的具有高催化活性的锐钛型二氧化钛。同时在反应体系中溶解的纤维素小分子链通过醚键和氢键的作用和材料表面的纳米Ti O2成功进行了复合,制备了具有纤维素–Ti O2–纤维素的三层复合结构的带有正电荷的纤维素/纳米Ti O2复合粉体。其次,在不同环境条件下探究了纤维素/纳米Ti O2复合粉体对不同阴离子型染料的吸附效果。实验发现,纤维素/纳米Ti O2复合粉体在30 S内对活性蓝49、酸性红73和直接红FR的吸附效率均接近100%,其效率之高在行业内处于领先地位。而且纤维素/纳米Ti O2复合粉体在不同温度和p H(除了p H=12)的环境下,其吸附效率未明显降低,是一种适应性较强的高效吸附剂。最后,以活性蓝49为代表性染料,系统探究了纤维素/纳米Ti O2复合粉体的可重复吸附性能。实验结果表明,在物理吸附和化学降解的共同作用下,纤维素/纳米Ti O2复合粉体在氙灯(模拟阳光)下重复吸附活性蓝49染液七次后,其吸附效率仍然可以达到72%。这表明所制备的纤维素/纳米Ti O2复合粉体在印染废水处理领域,具有优良的可重复使用性能和较高的社会实用价值。
其他文献
随着时代的进步和社会的发展,纺织品在我们的日常生活中扮演着越来越关键的角色。其应用范围不断地被拓展,因此开发功能性纺织品已经成为当今社会的发展趋势。而在功能纺织品领域,功能性纳米粒子的制备中,如何将纳米粒子均匀固着在织物表面,赋予织物特殊的性能,并使其性能更加持久,已然成为当前研究的热点。由于纳米粒子本身对织物没有吸附力,难以固着在织物表面,导致与织物结合牢度差,织物功能下降。因此提高纳米粒子在织
学位
空调抗冲击能力一直是一项重要的产品性能指标,本文基于显示动力学理论,进行空调室内机整机跌落仿真研究。本文对空调整机几何模型进行简化、清理,划分四面体网格,建立材料模型,并以DC51D材料准静态拉伸为例,对比仿真与实验数据,然后创建接触与连接,设置整机跌落边界条件及求解工况。最后运用LS-DYNA进行一角、三棱、六面,共10种工况下的整机跌落仿真,并与实验结果进行对比验证。结果表明:底座、中框等主要
会议
水体中氟污染问题是严重的环境污染问题之一,地下水氟污染是影响地下水合理使用的重要制约因素;部分行业的工业废水也含有氟化物,若含氟废水处理后不达标排放也会造成水体污染。饮用水中过量的氟化物进入人体后会造成氟骨症、氟斑牙等危害,其他水体中过量的氟化物也会损害动植物的生长后通过富集进入食物链威胁到人体健康。因此,有必要寻找应用范围广且经济适用的方法研究水体中氟化物的去除。铝金属改性生物炭有铝残留问题,活
学位
生物材料是组织工程领域研究的热点,蚕丝蛋白材料因其独特的层级结构和生物相容性而受到了广泛青睐。尽管组织工程神经支架的研究已取得一系列的可喜进展,但单一材料仍存在生物活性不足、缺乏靶向位点和有效刺激信号等问题。因此,寻找切实有效的手段,设计制备一种具有多重刺激信号的促脊髓修复支架仍任重道远。在深入理解自体脊髓组织的结构和组分基础上,本课题基于仿生学原理,营造促进脊髓修复支架内的良好微环境。首先以废弃
学位
近年来,受人为因素和城市发展的影响,地下水被氨和锰污染的情况时有发生。地下水中氨和锰浓度超标不仅影响人类的身体健康,而且会对生态系统造成危害。本课题组研究的复合锰氧化膜催化氧化法能够同步去除饮用水中的氨和锰,然而生产设备技术推广还存在高碱度地下水中复合锰氧化膜滤料制备速度较缓慢、活性较差和滤料表面氧化膜负载差的问题。所以本研究以强化氧化膜性能(活性和膜负载效率)为出发点,在中试规模实验下探究了高碱
学位
激光二极管泵浦的全固态激光器以结构紧凑、体积小、输出光束质量高、性能稳定、寿命长等优点,在工业加工、空间通信、医疗器械和军事领域等有着重要的应用。但是在激光器工作过程中,由于量子亏损以及下激光能级和基态能量之间的能差转变为热量,导致激光晶体内部温度分布不均匀,产生热透镜、端面热变形等效应,限制全固态激光器的输出功率,严重影响了激光器的性能。因此,降低晶体内热效应问题成为了全固态激光器发展领域的研究
学位
传统环锭纺技术已满足不了人们对高端纱线产品的需求。如何开发出新型高功能、高附加值的纱线是目前亟待解决的技术问题。采用复合纺纱技术制备核壳结构纱,能有效分配不同功能和性能的材料,并进行线性优化排布,实现不同材料之间的性能优势互补,提高纺织品功能的附加值。但是,目前已有制备核壳结构复合纱线的纺纱生产技术,仍存在瓶颈难题:1)难以有效包覆大量静态空气形成稳态中空结构纱;2)低捻包覆易漏芯,高捻包覆芯材扭
学位
淀粉基可降解塑料是解决白色污染的有效手段之一,但是淀粉的加工性能较差,这是因为其有大量的分子内氢键,形成了稳定的结晶结构,限制了应用范围,所以如何减弱其内部氢键作用,破坏结晶结构,让其消晶,是研究的重点。本论文分两个部分,消晶淀粉的制备和消晶淀粉的塑化。附,本研究使用的淀粉为普通玉米淀粉。消晶淀粉的制备,主要涉及热水糊化消晶和醇沉消晶淀粉两个步骤。热水糊化消晶,主要是研究水量的多少对淀粉糊化消晶的
学位
氨态氮除能够在有氧环境下被转化(硝化作用)以外,近二十年来,人们还发现在无氧但有含氧无机物,如亚硝酸盐、硫酸盐存在下,氨态氮也可以被转化。由于氨态氮在无氧环境中的去除机理、代谢途径以及菌群变化等目前尚未完全搞清楚,因此仍需进一步研究。本论文在上流式污泥床反应器(Upflow Sludge Bed Reactor,USB)中,围绕氨态氮在无氧环境中的去除途径和机理以及反应器中的氮硫循环展开了研究,为
学位
随着海洋开发的深入,对水下通信技术的要求也越来越高。因此研究低成本、高性能的水下蓝绿光通信设备具有重要意义。本文在分析信道的传播损耗,仿真水下光通信链路模型的基础上完成水下蓝绿光通信系统设计,主要工作如下:(1)发射端的设计:设计的激光驱动电路实现了蓝绿激光器的高速高功率调制。通过热敏电阻和半导体制冷器设计温度控制电路避免发射端温度过高,最终发射机绿色和蓝色激光器输出光功率分别为62m W和68m
学位