~(60)Coγ辐照水稻秸秆制备阳离子吸附剂的研究

【摘要】：本研究是以水稻秸秆作为原料,使用超声辅助氢氧化钙处理方法先对秸秆进行预处理破坏其紧致结构增加纤维素的活性反应位点,之后将预处理过的水稻秸秆粉末与二甲基二烯丙基氯化铵进行共辐照,使其发生接枝聚合反应,所得的接枝产物为阳离子型吸附剂,通过单因素与正交实验分别获得最佳的反应条件,最终的接枝产物具有吸附水中阴离子染料的能力。1.将超声辅助预处理后的秸秆与单一的使用氢氧化钙预处理后的秸秆中的纤维素含量进行比较,纤维素含量有了明显增加,辅以超声处理的秸秆在处理120min后其纤维素含量为58.89%,而单纯使用氢氧化钙处理的秸秆在120min后的纤维素含量仅为51.10%。2.采用单因素实验与正交实验研究预处理条件,氢氧化钙用量、超声功率、超声时间对纤维素含量的影响顺序为：超声功率超声时间氢氧化钙用量。并得出预处理的最佳工艺参数为：氢氧化钙用量15%,超声功率450W,超声时间150min。纤维素含量为61.72%。3.采用单因素实验与正交实验研究接枝聚合反应,纯水用量、辐照剂量、二甲基二烯丙基氯化铵用量三个因素对接枝率的影响结果顺序为：单体与秸秆质量比辐照剂量纯水用量。并得出制备秸秆共聚物的最佳工艺参数为：纯水用量40mL,辐照剂量7kGy,质量比5：1,接枝率达到16.08%。4.分别用扫描电镜、红外、元素分析对接枝共聚的产物进行研究,发现处理前后的秸秆结构有明显变化变得更加松散粗糙,有利于接枝反应和吸附物质；接枝后的阳离子型秸秆在红外光谱图中比原料秸秆具有不同的特征吸收峰；同时接枝后的秸秆其N元素含量为1.240%,高于预处理后的0.138%。5.研究接枝产物对阴离子染料柠檬黄的吸附效果,结果发现阳离子型秸秆对于阴离子染料的吸附效果明显受pH的影响；在不同温度下的等温吸附曲线和动力学曲线复合Langmuir模型和准二级动力学,在不同的温度下吸附量变化不明显,证明该吸附行为是离子交换型的单分子层吸附；吸附剂可以通过在高pH条件下脱吸附后再次具有吸附能力,可以重复利用。同时吸附剂对于污水中COD的吸附量达到73mg/g。 【关键词】：水稻秸秆 辐照 接枝共聚 吸附性能
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ424;TQ914.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1.文献综述10-17
• 1.1 秸秆的成分与利用现状10-11
• 1.1.1 秸秆的成分10-11
• 1.1.2 秸秆在污水处理中的利用现状11
• 1.2 秸秆的预处理方法11-13
• 1.2.1 热液预处理方法12
• 1.2.2 酸碱液预处理方法12
• 1.2.3 物理预处理方法12-13
• 1.3 纤维素的改性13-14
• 1.3.1 纤维素的酯化改性13
• 1.3.2 纤维素的醚化改性13
• 1.3.3 纤维素的接枝共聚改性13-14
• 1.4 辐照技术在纤维素接枝聚合中的应用14
• 1.4.1 辐射源14
• 1.4.2 辐射接枝的方法14
• 1.5 水污染的现状与高分子吸附剂14-17
• 1.5.1 水体污染的现状14-15
• 1.5.2 吸附剂的作用15
• 1.5.3 高分子吸附剂的种类15-17
• 2. 引言17-18
• 2.1 课题研究的目的和意义17
• 2.1.1 研究目的17
• 2.1.2 研究意义17
• 2.2 研究内容17-18
• 3. 材料与方法18-23
• 3.1 实验材料18
• 3.1.1 原料与试剂18
• 3.1.2 实验仪器18
• 3.2 原料秸秆的成分测定18-19
• 3.3 秸秆的预处理19
• 3.3.1 超声辅助碱液处理与碱液处理的比较19
• 3.3.2 单因素对于秸秆预处理后纤维素含量的影响19
• 3.4 秸秆的接枝共聚反应19
• 3.4.1 单因素对于接枝产物的接枝率的影响19
• 3.5 接枝产物的仪器表征19-20
• 3.5.1 扫描电镜19-20
• 3.5.2 元素分析20
• 3.5.3 红外光谱分析20
• 3.6 接枝产物对于阴离子型染料柠檬黄的吸附研究20-23
• 3.6.1 柠檬黄标准曲线的绘制20
• 3.6.2 不同pH值条件下改性吸附剂对柠檬黄的吸附20
• 3.6.3 等温吸附实验20
• 3.6.4 吸附等温线的非线性拟合20-21
• 3.6.5 吸附动力学实验21
• 3.6.6 吸附剂的循环利用21-22
• 3.6.7 吸附剂对于水中COD的吸附22-23
• 4. 实验结果与分析23-43
• 4.1 秸秆的各组分的测定23
• 4.2 秸秆的预处理实验23-28
• 4.2.1 超声辅助碱液处理与碱液处理的比较23-24
• 4.2.2 不同氢氧化钙用量对于纤维素含量的影响24-25
• 4.2.3 不同超声处理时间对于秸秆中纤维素含量的影响25-26
• 4.2.4 不同超声功率对于纤维素含量的影响26-27
• 4.2.5 三因素三水平正交试验27-28
• 4.3 辐照接枝聚合实验28-33
• 4.3.1 不同单体用量对接枝率的影响28-29
• 4.3.2 不同纯水的用量对接枝率的影响29-30
• 4.3.3 不同辐照剂量对接枝率的影响30-31
• 4.3.4 三因素三水平正交试验31-33
• 4.4 接枝产物的表征33-35
• 4.4.1 扫描电镜33-34
• 4.4.2 元素分析34
• 4.4.3 红外光谱分析34-35
• 4.5 吸附剂对于阴离子型染料柠檬黄的吸附研究35-43
• 4.5.1 柠檬黄标准曲线的绘制35
• 4.5.2 不同pH值条件下改性稻草吸附柠檬黄实验35-36
• 4.5.3 等温吸附实验36-37
• 4.5.4 等温吸附线的非线性拟合37-39
• 4.5.5 吸附动力学实验39-40
• 4.5.6 吸附剂的循环利用40-42
• 4.5.7 吸附剂对于生活污水中COD的吸附42-43
• 5 讨论43-44
• 6. 结论44-45
• 参考文献45-49
• 致谢49-50
• 作者简介50
• 硕士期间发表科研情况50
• 本科和硕士期间获得奖励50

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