亲和泡沫浮选的构筑及其强化分离富集金离子盐的研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:crypt2074
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
随着工业化和城市化的不断推进,尤其是手机电池、集成电路、SIM卡等的大规模生产和使用,产生了大量含金离子(Au3+)的工业废水,实现工业废水中低浓度Au3+的精准识别和选择性分离,对保障生命安全和健康至关重要。泡沫分离技术具有低浓度下分离效率高、成本低以及绿色无污染的优点,为实现废水中Au3+的高效选择性分离提供了可能。然而,泡沫分离用于非表面活性物质Au3+的分离,捕收剂(表面活性剂)是泡沫分离成功的关键控制点。基于此,本论文设计制备罗丹明硫代酰肼衍生的双亲性温敏嵌段聚合物作为表面活性剂,实现模拟废水中Au3+的精准识别和选择性分离,一方面,具有识别和感应双重功效的罗丹明B硫代酰肼,确保了从低浓度、复杂组分的模拟废水中精准识别与捕获Au3+,并能定量分析捕获的Au3+浓度。另一方面双亲性温敏嵌段聚合物的双亲性确保了能产生稳定的气泡并使捕获的Au3+吸附在气液界面,实现Au3+离子的泡沫分离;同时其温敏特性能实现消泡液中释放Au3+后的表面活性剂沉淀与回收利用。具体研究内容如下:首先,基于罗丹明B螺内酰胺环能选择性被金属离子诱导转变成具有可见光区吸收、荧光的开环形式,制备了识别Au3+的罗丹明B螺内硫代酰胺(RBS)。该识别基元能在其他金属离子共存的条件下,采用硫、氮原子与Au3+选择性配位,实现对Au3+的比色和荧光双重响应。在乙醇溶液中,罗丹明B螺内硫代酰胺对Au3+的紫外线性检测范围为0-30μM,检测限为5.55*10-7M;对Au3+的荧光线性检测范围为20-36μM,检测限为1.68*10-7 M。此罗丹明B螺内硫代酰胺对Au3+识别的高选择性、高灵敏性与抗干扰性为其应用到废水中Au3+的精准识别、定量分析提供了平台。其次,将罗丹明B螺内酰胺标记到双亲性温敏嵌段聚合物PEG113-b-P(NIPAM108-co-GMA62)的疏水单元甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)上,制备了罗丹明B硫代酰肼衍生的双亲性温敏嵌段聚合物PEG113-b-P(NIPAM108-co-RBSG3)。基于该聚合物识别体系中罗丹明B硫代酰肼与Au3+的选择性配位能力,实现了纯水环境中Au3+的识别与定量分析;同时利用双亲性温敏嵌段聚合物的自组装性能,进一步提高Au3+定量分析的效率。该方法对Au3+的荧光线性检测范围为20-36μM,检测限提高至1.9*10-8 M。利用该聚合物识别体系的温敏特性,高温诱导自组装胶束壳层的坍塌,并聚集沉淀可实现从水溶液中分离Au3+。该识别体系在经过五次循环利用后,其回收率仍可为87.1%。新聚合物识别体系的构建同时实现Au3+高效的定量检测与选择性分离,显示了重要应用价值。最后,将兼具捕获和气泡功能的罗丹明B硫代酰肼衍生的双亲性温敏嵌段聚合物PEG113-b-P(NIPAM108-co-RBSG3)作为表面活性剂,用于泡沫分离模拟废水中Au3+。采用响应曲线优化操作条件。更重要的是,消泡液中的Au3+被草酸还原后,可控温沉淀回收表面活性剂,循环利用五次后,其对Au3+回收率和富集比仍可保持85%,同时其本身的回收率保留了81.1%。该泡沫分离体系的构建为Au3+的分离开辟了一条新途径,在提高Au3+分离的经济效益和操作效率方面潜力巨大。
其他文献
为应对近年来日益严重的茶、果园霜冻害损失,基于近地逆温层气流扰动技术的防霜风机在国内已得到初步推广应用,但国内农业发展多为个体农民经济,茶、果园临近村庄,导致防霜风机的布置接近村庄,且防霜风机为夜间工作,影响周围居民睡眠。本文为降低圆弧板叶型防霜风机的气动噪声,首先对现有的风机进行气动噪声分析;其次,分别设计条纹和锯齿两种降噪结构,分析其降噪效果,优选出效果更好的降噪结构;然后在茶园环境下对降噪叶
学位
化学农药的使用是果园植保作业的主要方式,常规的果园施药装备喷施量较大,带来了例如环境污染、害虫抗药性增强、果蔬农药残留较多等一系列问题。冠层信息的精准探测是精准施药的前提,现如今,仿形喷雾、对靶喷雾、变量喷雾等精准施药技术可以有效的减少农药使用。(1)果树冠层信息实时探测试验系统的设计与搭建,完成了试验系统的硬件选型,搭建了模拟冠层试验台架,分析了超声波传感器的传播特性,开展了超声波波束探测范围试
学位
吊蔓类栽培蔬菜是我国温室种植的主要品种,占了很大比重,由于温室大棚内特殊的密闭环境,致使温室吊蔓类栽培蔬菜易滋生病虫害,日常温室生产管理中离不开农药喷施防治。我国现有的温室植保机械自动化程度低,农药有效利用率急待提高,为了减少农药用量和降低环境污染,有必要开展适用于温室环境的对靶变量精准喷雾装备研究。本研究以温室吊蔓类栽培蔬菜为研究对象,针对其生长模式和种植特点,设计了温室对靶变量喷雾装置控制系统
学位
再生稻是一种两收的水稻,是粮食增产最有潜力的水稻种植模式,也是实现农户脱贫攻坚的有力手段。农业机械化近年来飞速发展,但由于再生稻机械化收获起步较晚,存在相对薄弱环节,主要表现为机收碾压率高,直行碾压率普遍为40~50%,转弯区高达80~90%,严重影响再生季产量(碾压区再生产量不足10%)。再生稻碾压区留桩传统扶正方式多以人工辅助为主,劳动强度大、作业效率低,无法满足大面积种植需求,再生稻头季机械
学位
随着现代社会的不断进步和高新科技的迅猛发展,新材料和新能源领域得到了快速发展。与传统传热方式相比,红外辐射传热因其具有传热过程较快,无需传热介质可直接作用材料表面而引起国内外广泛关注。通过改变可穿戴材料表面的红外发射率、红外透射率或红外反射率,可将人体热量以红外辐射的形式吸收或耗散,实现人体热舒适。因此,开发应用于人体热管理的无能耗生产、绿色环保和节能低碳的红外辐射材料具有重要意义。纤维素膜材料作
学位
3,4,5-三氯苯酚(3,4,5-TCP)、2,6-二氯苯酚(2,6-DCP)和2-氯苯酚(2-CP)等酚类内分泌干扰物(PEDs)是典型的环境污染物,因其具有高毒性、扩散性、生物蓄积性等特征,会对人类及动物造成免疫力和生殖能力下降等危害。因此,为了人类和生态环境的健康与可持续发展,探索出绿色、高效且成本低廉的分离技术从水溶液中去除PEDs具有重要意义。本论文针对污水体系,通过乳液模板法和界面聚合
学位
进入新世纪以来,水污染与能源短缺已经威胁到人们的生活与发展,当前开发高效节能的水体污染处理技术及开发新能源成为了当前的研究热点。半导体光催化技术具有清洁、节能、操作简单等优点,通过利用半导体内电荷能被太阳光所激发并进行氧化还原反应的特性可以实现有机物的降解、Cr(Ⅵ)还原及产生氢能等过程。在光催化体系中,半导体的光谱响应范围、载流子分离效率及稳定性都会影响光催化的效率和实用性,因此,开发高效的半导
学位
光助自供能生物传感检测,是近年来发展的一种新型电化学检测技术,相较于传统的电化学生物传感检测,其仅需阳/阴两支电极就可实现电化学检测,同时其检测体系还可实现光能和化学能向电能的能量转换,无需外加电源,具有设备简单、检测快速、成本低廉等优点。为了解决目前该领域研究中存在的诸如光电转换和检测效率低的不足,本论文依据费米能级匹配原则,选用光吸收和转换效率优异的铜基功能纳米材料作为光阴极材料,并结合合适的
学位
家禽产蛋监测技术的研究在鸡、鸭选育上已取得突破,但缺乏针对种鹅个体产蛋信息监测技术的相关研究。由于鹅驯化程度低,喜群居,易应激,传统的育种资料获取方法难度大,效率低,严重影响了种鹅选育的效率。本文针对种鹅个体产蛋信息自动化获取的迫切需求,提出一种基于RFID与目标检测的种鹅个体产蛋信息监测系统,为养殖管理与种鹅选育提供可靠的参考。本文的主要研究内容如下:(1)以群养环境下的扬州鹅为对象,通过试验观
学位
我国是一个农业生产大国,随着城镇化稳步发展、老龄化程度加深,青壮年从事农业劳动意愿低,劳动力倾向第二三产业,造成农村劳动力匮乏,人工成本高;另外,农时集中且农机手操作水平参差不齐,以及农场规模化建设,无人农机发展是必然趋势。目前,无人农机作业覆盖耕种管收各生产环节,精准作业能降本增效,路径跟踪控制算法直接影响作业效果,故开展有关路径跟踪控制方法研究意义重大。其中纯追踪方法的控制参数少,实用性强,合
学位