酵母核基雜化型微球的制備及其處理染料廢水的性能研究.pdf

1、染料由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜﹑穩(wěn)定性高﹑大多數(shù)色澤艷麗﹑有毒性﹑自然凈化能力弱,一旦進(jìn)入水體很難從水中去除,造成全球性的危害而備受關(guān)注。目前染料廢水的處理方式主要以催化和吸附為主,但是單一的方式無(wú)法達(dá)到低成本,高效率同時(shí)無(wú)二次污染等。因此,本文致力于針對(duì)染料廢水處理開(kāi)發(fā)一類經(jīng)濟(jì)﹑高效﹑環(huán)境友好型新材料,并運(yùn)用多種測(cè)試方法和表征手段對(duì)其物理化學(xué)性能等進(jìn)行探討和研究。
　　(1)以酵母為核,通過(guò)調(diào)節(jié)水相懸浮液的pH,使得其和P25-TiO2

2、客體粒子表面帶相反電荷,制備草莓結(jié)構(gòu)的TiO2@酵母菌復(fù)合光催化劑。物化結(jié)構(gòu)測(cè)試表明產(chǎn)品具有橢球形態(tài),長(zhǎng)度為3.6±0.50μm,寬度為2.4±0.45μm,分散性好;TiO2客體粒子為銳鈦礦和金紅石晶型;對(duì)紫外光具有光響應(yīng);TiO2@酵母草莓結(jié)構(gòu)的形成與酵母細(xì)胞表面和TiO2粒子的表面化學(xué)官能團(tuán)有關(guān),其形成機(jī)理可概括為靜電自組裝過(guò)程。沉降性能測(cè)試表明該復(fù)合物具有好的懸浮性能,有利于催化劑的分離回收。在光催化降解剛果紅染料水溶液中,Ti

3、O2@酵母光催化劑表現(xiàn)出了較高的光催化活性。
　　(2)對(duì)草莓型TiO2@酵母的原位再生性能及其對(duì)陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)(MB)的吸附性能進(jìn)行研究,分別考察了溶液pH,接觸時(shí)間,染料濃度以及溫度等因素對(duì)于吸附效果的影響。分別使用Langmuir,Freundlich和 Dubinin–Radushkevich對(duì)吸附結(jié)果進(jìn)行擬合,表明TiO2@酵母對(duì)于亞甲基藍(lán)染料的吸附較好的符合Langmuir模型,吸附動(dòng)力學(xué)研究表明二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)可更

4、好地描述整個(gè)吸附過(guò)程且粒子間擴(kuò)散是主要的限速步驟。另外,熱力學(xué)研究表明:TiO2@酵母對(duì)于亞甲基藍(lán)的吸附屬于自發(fā),熵增的吸熱過(guò)程。通過(guò)比較負(fù)載染料的酵母以及負(fù)載染料的草莓型TiO2@酵母在紫外光照射下的再生性能表明:草莓型TiO2@酵母表現(xiàn)出很好的原位再生性,比較好的避免了二次污染。
　　(3)以酵母為核,通過(guò)浸漬-吸附的方法成功制備HPW(H3PW12O40, HPW)@酵母雜化微球。各種表征分析方法表明:HPW已經(jīng)成功浸漬在酵

5、母表面且復(fù)合物保持了酵母原有的型貌特征,長(zhǎng)4.5±0.2μm,寬3.0±0.3μm,單分散性好;HPW@酵母雜化微球主要的晶體結(jié)構(gòu)屬于Keggin型;酵母表面的HPW比單一的HPW表現(xiàn)出較好的熱穩(wěn)定性;酵母表面的化學(xué)鍵在復(fù)合物形成過(guò)程起主要作用;所制備材料應(yīng)用于處理陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)和陰離子染料剛果紅,表現(xiàn)出好的脫色性能,并且四次脫色循環(huán)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出脫色性能的穩(wěn)定性。另外,沉降性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)表明具有好的懸浮特性。
　　(4)以酵母為核

6、,成功制備BiVO4@酵母復(fù)合微球。結(jié)果表明:BiVO4@酵母復(fù)合微球保持了酵母原有的形貌特征,粒徑在3-5μm之間,分散性良好,其吸收帶邊界約為525 nm,帶隙能量Eg約2.3 eV,對(duì)可見(jiàn)光有一定的光響應(yīng)。以堿基嫩黃染料模擬染料廢水驗(yàn)證了其在可見(jiàn)光條件下的脫色效率。另外,沉降性能實(shí)驗(yàn)表明,BiVO4@酵母復(fù)合微球表現(xiàn)出較好的懸浮特性有利于更充分的接觸染料以及自然光,達(dá)到更好的脫色效果。
　　本文制備的三種新型復(fù)合微球在材料設(shè)