聚(丙烯酰胺-丙烯酸)/蒙脱石复合凝胶制备及对水中有机无机离子的去除研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

目的及意义(含国内外的研究现状分析)

随着我国经济的不断发展,环境污染越来越严重,特别是水污染问题,成为我国迈向强国的一大阻碍。在我国,82%的人饮用井水和江河水,其中的水质污染超过了世界卫生组织标准的75%,人们赖以生存的自来水,已经测出2221种化学污染物,亚硝酸化合物,三氯甲烷等已经被确认为致癌物质。Pb水污染作为无机水污染代表,亚甲基蓝水污染作为有机物水污染代表,已经成为危害人类生存环境的重要污染物之一了。

铅作为重金属,主要来源于电池,印刷,陶瓷和玻璃制造和废水采矿,冶炼厂[1]。当排到环境水系统中的Pb(II)超过0.01mg/L[2,3](世界卫生组织规定的浓度极限))时,就会对人体产生极大的危害,长期饮用会使铅过度集聚在脑,肾,骨骼等组织中,引发脑损伤,精神缺乏,贫血和癌症等严重的疾病[3]。亚甲基蓝(MB)是一种常见的阳离子吩噻嗪染料,作为染色剂,被广泛应用于纸张、头发、纺织品和皮革的着色剂以及医用外科的过滤器等领域[8,9]。然而,MB具有复杂的芳香型结构,持久的毒性[10],使人呼吸困难、呕吐、恶心和精神困惑,还会灼伤眼睛[11]。MB还可以降低阳光的穿透效果,未经处理排到水环中,会严重威胁水生生物的生存[12]。因此,从废水或工业废水中去除Pb(II)和MB以获得更安全的环境是至关重要的。

国际上处理Pb(II)和MB的形式多样,去除Pb(II)的方法有化学沉淀,萃取,吸附,膜去除等[4-7]。柳健,徐雅迪等人用化学沉淀方法来去除工业废水中的铅离子[13];谢勇武,谭属琼等人用响应面法优化双水相萃取污水中铅离子[14];白蓝,刘媛等人用硅胶螯合吸附剂来吸附铅离子[15];陈秀雯,傅晶等人用荷负电超滤膜去除水中的铅离子[16]。去除MB的方法有混凝、氧化、吸附、膜分离、生物、光分解、臭氧化和电化学方法[17,18]。陈莉荣,陈毛毛等人用赤泥制备含钛聚硅酸铝铁来对MB进行混凝脱色[19];王志强等人用Fenton氧化法处理亚甲基蓝废液[20];何永祥等人用天然沸石来吸附亚甲基蓝[21];梁义,孙文挺等人用表面活性剂强化超/微滤膜对亚甲基蓝进行脱除[22];桑欣欣,李赢等人用生物基多孔碳负载TiO2光降解亚甲基蓝[23];王春雨,侯永江等人用不同晶型二氧化锰催化臭氧化降解亚甲基蓝废水[24];雷佳妮,李晓良等人用脉冲电化学氧化降解亚甲基蓝[25]。其中,吸附法由于成本相对较低、设计简单、操作简单、有害二次产物含量低、吸附剂再生简单,被认为是一种较好的去除溶液中污染物的方法[26]。常见的多孔吸附剂主要有沸石、活性炭、金属有机骨架和多孔有机聚合物[27],蒙脱石因其独特的性质结构常用作吸附剂来吸附溶液中的阳离子。而多孔有机聚合物由碳、氮、氧、硼等元素改变构建分子的官能团和链长,或者采用不同的方法合成,使得多孔有机聚合物比沸石、活性炭和金属有机骨架具有更可控的性能[28,29],被广泛设计用于污水处理、药物运输、微生物培养等方面[30,31]。

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