本文選題：低溫等離子體　切入點：碳納米管　出處：《南京大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：撲熱息痛又名對對乙酰氨基酚,是一種常見的解熱鎮(zhèn)痛類藥物,也是合成許多藥品的必要成分,是我國原料藥產(chǎn)量最大的藥物品種之一。隨著藥品/個人護(hù)理用品的大量使用,以及醫(yī)藥廢水的排放,地表水中已經(jīng)檢測出撲熱息痛。環(huán)境中的撲熱息痛會對生物體造成遺傳毒性、肝毒性、內(nèi)分泌干擾等負(fù)效應(yīng)。因此,研究撲熱息痛的高效去除方法對保障水質(zhì)安全具有重要的意義。傳統(tǒng)去除撲熱息痛的方法主要有傳統(tǒng)顆粒/粉末活性炭吸附法、氧化法(O3、H202,NaClO)等。近些年,碳納米管的發(fā)現(xiàn)為人們提供了新型一維納米材料并成為吸附與催化領(lǐng)域的研究熱點,有學(xué)者嘗試?yán)锰技{米管對撲熱息痛的高富集效應(yīng),開展水中痕量撲熱息痛的檢測與分析。此外,低溫等離子體氧化技術(shù)的發(fā)展也為難降解有機物污染物的降解提供了更加高效的途徑。因此,利用碳納米管吸附水中有機污染物,并與低溫等離子體氧化聯(lián)用,不僅通過吸附、氧化協(xié)同去除水中有機污染物的,還可實現(xiàn)碳納米管的同步再生�；谏鲜鲅芯勘尘昂图夹g(shù)思路,論文以模擬廢水中撲熱息痛的為目標(biāo)污染物,研究比較碳納米管吸附、低溫等離子體氧化、碳納米管吸附-低溫等離子體氧化對撲熱息痛的去除行為與機理,研究表明:1)低溫等離子體可以氧化降解撲熱息痛,其降解機理為在高壓高頻電源放電過程中,通入的空氣會被大量電離,并形成大量高能電子和.OH、.O、HO2.等自由基,將撲熱息痛降解為小分子有機物。溶液初始濃度、輸出功率、氣體流速、pH對撲熱息痛降解率有顯著影響。2)碳納米管可以吸附模擬廢水中撲熱息痛,其平衡吸附容量為85.1mg/g,附等溫線符合Langmuir吸附等溫方程,主要為單層吸附,其吸附動力學(xué)過程符合準(zhǔn)二級吸附動力學(xué)模型,顆粒內(nèi)擴散是限制吸附速率的主導(dǎo)因素。3)吸附、低溫等離子體、吸附-等離子體聯(lián)用對撲熱息痛的去除率分別為70%、82.1%、98%。吸附-等離子體聯(lián)用對撲熱息痛的去除率明顯高于單一吸附和單一低溫等離子體氧化。這主要歸因為碳納米管吸附與等離子體氧化協(xié)同效應(yīng):1)碳納米管吸附富集低濃度撲熱息痛的同時可以提高低溫等離子體的氧化降解效率,且碳納米管表面基團也起到了催化作用;2)低溫等離子體在氧化降解撲熱息痛的同時對吸附飽和的碳納米管進(jìn)行了原位再生,從而保證碳納米管始終具有吸附能力。
[Abstract]:Paracetamol, also known as paracetamol, is a common antipyretic and analgesic drug, and also a necessary component in the synthesis of many drugs. Paracetamol has been detected in surface water. Environmental paracetamol can cause genotoxicity, hepatotoxicity, endocrine disruptions and other negative effects on organisms. It is of great significance to study the efficient removal methods of paracetamol to ensure the safety of water quality. The traditional methods of removing paracetamol include traditional particle / powder activated carbon adsorption method, oxidation method and so on. The discovery of carbon nanotubes (CNTs) provides a new type of one-dimensional nano-materials and has become a hot research topic in the field of adsorption and catalysis. Some scholars have tried to utilize the high enrichment effect of carbon-nanotubes on paracetamol. Detection and analysis of trace acetaminophen in water. In addition, the development of low temperature plasma oxidation technology also provides a more efficient way to degrade organic pollutants. Therefore, carbon nanotubes are used to adsorb organic pollutants in water. In combination with low temperature plasma oxidation, the simultaneous regeneration of carbon nanotubes can be realized not only by adsorption and oxidation, but also by simultaneous regeneration of carbon nanotubes. The removal behavior and mechanism of paracetamol by carbon nanotube adsorption, low temperature plasma oxidation, carbon nanotube adsorption and low temperature plasma oxidation were studied. The results show that low temperature plasma can oxidize and degrade paracetamol, and its degradation mechanism is that during the discharge of high voltage high frequency power supply, the incoming air will be heavily ionized, and a large number of high energy electrons and free radicals, such as. Acetaminophen was degraded into small molecular organics. The initial concentration of the solution, output power, gas flow rate and pH have significant effects on the degradation rate of paracetamol. 2) carbon nanotubes can adsorb paracetamol in simulated wastewater. The equilibrium adsorption capacity is 85.1 mg / g, and the isotherm accords with the Langmuir isotherm equation, which is mainly monolayer adsorption. The adsorption kinetic process accords with the quasi-second-order adsorption kinetic model, and the intraparticle diffusion is the dominant factor to limit the adsorption rate. Low temperature plasma, The removal rates of paracetamol by adsorption-plasma combination were 70 and 82.1%, respectively. The removal rate of paracetamol by adsorption-plasma combination was significantly higher than that of single adsorption and single low temperature plasma oxidation, which was mainly attributed to carbon nanotubes. The synergistic effect of adsorption and plasma oxidation: (1) carbon nanotubes adsorb and enrich paracetamol at low concentration and at the same time improve the oxidation degradation efficiency of low temperature plasma. The surface group of carbon nanotubes also plays a catalytic role. The low temperature plasma regenerates the adsorbed saturated carbon nanotubes in situ while oxidizing and degrading paracetamol so as to ensure the adsorption ability of carbon nanotubes.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X703;X52

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本文編號：1697867