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随着含有硝酸盐的废水污染的日益严重,生物法处理废水技术得到了关注,富含醌基氧化还原介体催化生物反硝化技术成为了研究热点。故本实验的研究目的是将聚氨酯(PU)与蒽醌类化合物反应,制备出功能性生物载体,通过研究发现空白聚氨酯也具有加速生物反硝化的性能,论文中详细探索了空白聚氨酯材料与功能生物载体的催化生物反硝化的原理及特性,通过优化材料的合成路线,确定出催化生物反硝化效果良好的实验条件。实验将2-氨基蒽醌通过化学反应接枝到聚氨酯材料上,通过红外光谱分析证实了富含氨基的蒽醌成功接枝到聚氨酯材料中。在催化生物反硝化实验中,富含蒽醌的聚氨酯材料在80℃发泡下的催化效果最好,在80℃下发泡的蒽醌类聚氨酯材料12h内对硝酸盐的去除率达到62.5%,是空白实验的1.3倍。而薄膜聚氨酯材料能够避免脲化学结构对反硝化作用的不利影响,能更快地加速降解硝酸盐,催化生物反硝化的作用随着聚氨酯材料富含蒽醌量的增加而增加,加入2-3g氨基蒽醌的聚氨酯材料后,在12h内的去除率能够达到85%,不同种富含氨基蒽醌材料加速效果不同,但12h内去除率均能达到80%以上。进一步通过实验发现空白聚氨酯材料依然具有加速催化生物反硝化的作用,这一发现促使我们研究不同结构的PU材料对催化生物反硝化的影响,这部分研究内容也成为本论文主要研究内容之一。不同原料合成的聚氨酯材料的催化生物反硝化的研究结果表明,甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚醚多元醇合成的聚氨酯材料加速降解硝酸盐的效果明显,在8h左右能够降解完全,去除率能够达到90%左右。随着聚氨酯材料添加量的增加,硝酸盐的去除率也明显增强。对苯二异腈酸酯与聚醚多元醇合成的聚氨酯材料能够有效地加速降解硝酸盐,而用HDI(六亚甲基二异氰酸酯)合成的聚氨酯材料并没有明显的加速作用。有加速作用的聚氨酯材料表现出稳定的加速作用,具有良好的生物相容性和重复利用稳定性,是实际降解硝酸盐的稳定材料。不同的含羟基化合物与异腈酸酯反应生成的聚氨酯材料对催化生物反硝化的效果不同。蓖麻油与TDI合成的聚氨酯材料具有加速降解硝酸盐的作用,加入4g在10h时去除率能够达到87%,是空白实验的1.3倍。4gTDI与聚醚多元醇或者聚酯多元醇合成的聚氨酯材料在8h去除率为87.5%左右,是空白实验的2倍,HDI与聚醚多元醇合成的聚氨酯对降解硝酸盐没有明显的作用。综上所述,富含蒽醌的聚氨酯材料与空白聚氨酯材料均具有良好的催化生物反硝化作用,为高分子材料对硝酸盐废水的降解应用提供技术支持。