碳纳米管吸附去除水中双氯芬酸特性研究开题报告
2020-06-06 11:06:25
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1.1论文的背景、目的和意义
由于人类的大量使用及处理方法不当,药品和个人护理品作为一种痕量的新兴污染物不断进入环境,双氯芬酸就是其中一种。双氯芬酸(diclofenac,dcf))是一种广泛用于镇痛、抗关节炎和抗风湿的非菌体抗炎药。由于双氯芬酸的生物降解能力低下和在环境中具有持久性,污水处理厂仅能将其部分去除(约40% ),它在表面水体和污水处理厂出水中的浓度已经累积到0.14-1.48ug/l的范围。由于其具有毒性且难自然降解,具有较高的潜在危害,已受到研究者广泛关注。近年来,在水环境中频繁检测到双氯芬酸的存在,地下水、地表水中的浓度约为0.59μg /l和28.4μg /l,相关地区医院废水排放口处双氯芬酸浓度最高时达到228.5g /l。另外,人类服用双氯芬酸之后有15%以原药的形式排出体外,而且污水处理过程的微生物代谢可引发双氯芬酸生物活性代谢物的释放,已经发现它对陆生脊椎动物和鱼类产生的逆向作用。因此,需要研究有效去除水中双氯芬酸的方法以保护水资源。
目前已经开发出许多不同方法去除水中有机污染物,例如生物处理、混凝/絮凝、臭氧处理、化学氧化、膜过滤、离子交换、光催化降解和吸附技术等。在这些不同的方法中,不发生化学降解的吸附技术因其有效与经济的优点而受到关注。普通吸附剂包括活性炭、沸石、猫土、工业副产物、农业废物、生物质和聚合材料等。但这些吸附剂的吸附容量低且分离困难,仍然需要研究新的具有前途的吸附剂。近年来,纳米材料,特别是碳纳米材料在水处理研究受到了广泛的关注。碳纳米管作为一种新型的吸附材料,具有比表面积大、吸附容量大的优点,作为优秀的水处理材料,它们的市场价格随着生产技术的提高显著降低。同时,它们高效的吸附性能,使其在水体污染控制领域有着较好的应用前景以及社会经济效益。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
本论文用碳纳米管吸附水溶液中的双氯芬酸,以研究碳纳米管的吸附性能,探求各种吸附因素的影响及其热力学、动力学性质,旨在系统、深入地研究碳纳米管对水溶液中有机物的吸附规律,将为纳米碳材料在水处理中的应用提供理论依据。
2.1实验内容
对不同碳纳米管(cnts)理化性质和结构特性进行表征,考察其形貌及缺陷结构,及相对应的比表面积和孔结构,并对官能团进行定性表征;通过对cnts吸附双氯芬酸的动力学、热力学、等温线和影响因素(ph值、离子强度、温度)的研究,探讨双氯芬酸在cnts上的吸附行为特性。具体内容如下: