枯草芽孢杆菌及以其为生物载体制备光催化复合材料降解印染废水的研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:amy23683
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
印染废水是造成水体污染最主要且难降解的工业废水之一。与目前常用的处理方法相比较,利用光催化材料对印染废水进行催化氧化降解,具有降解彻底、环境友好、经济高效等优势,是一种具有发展前景的印染废水水处理技术。本文研究了枯草芽孢杆菌对阳离子染料(亚甲基蓝,MB)的吸附机理,并以枯草芽孢杆菌为生物载体制备了TiO2@枯草芽孢杆菌复合材料及ZnS@枯草芽孢杆菌复合材料两种光催化复合材料,通过多种表征方法对复合材料的合成机理进行了分析。通过对阳离子染料(罗丹明B,RB)的降解实验,验证了两种复合材料在不同条件下对阳离子染料的降解能力。论文的研究结论如下:(1)研究枯草芽孢杆菌对亚甲基蓝的吸附过程发现,亚甲基蓝起始浓度越高,其吸附量也就越大,吸附进行30min时达到吸附平衡状态;枯草芽孢杆菌对亚甲基蓝的平衡吸附量随着溶液pH值(212范围)的增大而增大;通过红外光谱分析,枯草芽孢杆菌细胞壁表面的羟基(–OH)、氨基(–NH2)、羧基(–COO-)、羰基(C=O)等基团在吸附过程中起到主要作用;吸附动力学研究表明枯草芽孢杆菌对亚甲基蓝的吸附过程更好的符合二级动力学模型,吸附速率与溶质浓度平方成正比;吸附过程Gibbs自由能变(ΔG)为负值,说明该吸附过程是自发进行的,焓变(ΔH)是正值,表明该吸附是吸热过程;吸附过程的活化能为11.30KJ·mol-1(介于550KJ·mol-1),表明枯草芽孢杆菌对亚甲基蓝的吸附以物理吸附为主。(2)利用一步静电自组装方法成功制备了TiO2@枯草芽孢杆菌复合材料。在SEM图片中观察到复合材料粒子的长度为1.4±0.1μm,宽度为450±50 nm,TiO2纳米颗粒以单层形式附着在枯草芽孢杆菌细胞壁上,部分细胞壁裸露;复合材料XRD表征表明TiO2晶型在负载前后未发生变化;FT-IR分析显示枯草芽孢杆菌细胞壁表面的–OH,–CONH-,–COO-,和–OPO32-等基团是负载固定TiO2纳米颗粒的主要反应基团;罗丹明B(RB)的降解实验结果表明,复合材料对RB的去除率高达89%。(3)以枯草芽孢杆菌细胞为生物载体引导合成了ZnS@枯草芽孢杆菌复合材料。通过电镜观察,负载后的复合材料粒径长度为1.4±0.1μm,宽度为500±50 nm,表面皱褶度一定程度减小;复合材料的EDS表征发现复合材料中含有Zn及S元素,在XRD表征中也发现了ZnS闪锌矿型晶体对应的衍射峰,说明枯草芽孢杆菌成功负载了ZnS半导体光催化剂;FT-IR光谱图分析得出,在负载过程中枯草芽孢杆菌细胞壁表面的–CONH-等集团起到了主要的引导作用;对罗丹明B的降解实验表明,复合材料对阳离子染料(罗丹明B)在可见光条件下具有较好的去除效果,去除率可以达到74%。研究结论表明,枯草芽孢杆菌对阳离子染料具有很好的吸附能力,同时通过简单的方法合成的光催化复合材料成功的耦合了枯草芽孢杆菌及半导体催化剂在降解阳离子染料方面的优势。论文首次提出以枯草芽孢杆菌为生物载体并成功制备了微纳米光催化复合材料,在光催化及微纳米新材料研究方面都有一定的参考价值。
其他文献
电芬顿反应作为一种高级的电氧化技术常常用来处理水中的污染物,并常常在单室反应器中进行。通常被研究者们所忽视的是,阳极氧化可能在污染物的去除过程中起到了作用。在此项
主题酒店以某一特定的设计元素为主题来体现酒店室内设计和装饰艺术。不同的主题元素打造出不同的室内空间特质和个性。随着旅游市场对酒店特色需求的不断增加,多种特色鲜明
随着污水处理工艺研究的不断深入,人们开始研究工艺对污染物的去除机理。在研究机理的过程中,数学模型作为认识污水处理工艺过程的有效工具,逐渐引起了专家学者的注意和重视
<正>比赛由市敎研院研培中心孙雪梅主务主持、6月20日至21日,牡丹江市"展新时代教师风采中小学教邱朗诵比赛和演讲比赛"在长安小学如期举行,拉开了牡丹江市中小学教师教学基
<正>一、通径分析概述1921年Sewall wright首先提出通径系数(Pathcoefficient)的分析方法,50年代以来国内外广泛应用于作物产量研究中,近年来,有些学者也引入应用于植物保护
<正> “艰险多吓不倒,条件差难不倒,任务重压不倒”精神,是成都军区联勤部川藏兵站部官兵在近50年的进藏公路运输实践中,用鲜血和生命凝成的,是一代又一代川藏线人艰苦奋斗精
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield