基于糠醛渣的吸水/吸附材料的制備及性能研究
發(fā)布時間:2021-12-18 17:58
糠醛渣,是一種富含纖維素和木質素資源的工業(yè)廢棄物,沒有得到合理地利用。本課題的研究則是基于糠醛渣,采用微波輔助氫氧化鈉溶液提取糠醛渣纖維素,并分離得到糠醛渣木質素;以糠醛渣纖維素為原料,采用反相懸浮交聯(lián)接枝法成功制備了糠醛渣纖維素吸水樹脂;以糠醛渣木質素為原料,采用反相懸浮聚合法成功制備了糠醛渣木質素/PEI微球。通過紅外光譜儀(FI-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)等對糠醛渣纖維素吸水樹脂和糠醛渣木質素/PEI微球進行了表征,并分別對糠醛渣纖維素吸水樹脂的吸水(液)性能和糠醛渣木質素微球對水中六價鉻的吸附性能進行了研究。第一步,分離得到糠醛渣纖維素及木質素。已有報道中,較多的是直接針對于糠醛渣進行改性處理,本課題欲將糠醛渣中的有效成分分離,使其功能性得到更好的展現(xiàn)。通過單因素實驗和響應面設計實驗得到提取纖維素的最佳條件為固液比為1:20g/m L、攪拌速度為400r/min、堿液濃度為11%、反應時間為43min、反應溫度為66℃。通過FT-IR、SEM、XRD對其進行表征,糠醛渣纖維素整體表現(xiàn)出無規(guī)則螺旋狀,糠醛渣木質素呈現(xiàn)出棍棒狀結構?啡┰w維素的組成...
【文章來源】:河南工業(yè)大學河南省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
纖維素、木質素和半纖維素的存在形式
河南工業(yè)大學碩士學位論文19應時間、攪拌速度等因素對纖維素含量的影響,之后遴選出對纖維素含量影響較顯著的三個因素,利用DesignExpert10.0.3軟件做響應面設計,進一步優(yōu)化實驗條件。2.2.1氫氧化鈉濃度對纖維素含量的影響固液比為1:20g/mL,提取溫度為70℃,提取時間為50min,攪拌速度為400r/min,其他條件不變,探究氫氧化鈉濃度對提取纖維素含量的影響。結果如圖2-1所示。圖2-1氫氧化鈉濃度對纖維素含量的影響由圖2-1可知,氫氧化鈉濃度分別為5%、10%、15%、20%、25%時,纖維素的含量為73.7%、79.6%、77.7%、71.5%、68.5%,可知纖維素含量隨氫氧化鈉濃度先增加后減少,當氫氧化鈉濃度為10%時,纖維素含量達到極大值為79.6%,氫氧化鈉濃度繼續(xù)增加提取效果反而變差,這是因為當氫氧化鈉濃度較低時,糠醛渣中的木質素未能完全溶解,摻雜在產物中影響纖維素的含量,當濃度過高時,纖維素的性質發(fā)生變化,開始降解,導致糠醛渣纖維素含量過低,故提取纖維素的最適氫氧化鈉濃度為10%。2.2.2固液比對纖維素含量的影響氫氧化鈉濃度為10%,提取溫度為70℃,提取時間為50min,攪拌速度為400r/min,其他條件不變,探究固液比對提取纖維素含量的影響。結果如圖2-2所示。
2糠醛渣中纖維素和木質素的提取與分離20圖2-2固液比對纖維素含量的影響由圖2-2可知,當固液比為1:20g/mL時,糠醛渣纖維素的含量最高為79.6%,總體變化趨勢呈現(xiàn)先增后減,且從圖中可以看出固液比對纖維素含量的影響差異較大,當固液比為1:10g/mL時,纖維素的含量極低,這是因為固液比從一定程度上反映了堿的用量,固液比較低時,氫氧化鈉濃度較小且固液接觸機會小,傳質過程較差,反應不夠充分,當固液比加大,傳質過程得到強化,木質素逐漸地被溶解,當固液比過大的時候,不僅將纖維素與木質素之間的氫鍵全部破壞且造成纖維素的結晶程度顯著降低,纖維素發(fā)生過度水解,糠醛渣纖維素含量下降,故提取纖維素的最適固液比為1:20g/mL。2.2.3反應溫度對纖維素含量的影響氫氧化鈉濃度為10%,固液比為1:20g/mL,提取時間為50min,攪拌速度為400r/min,其他條件不變,探究反應溫度對提取纖維素含量的影響。結果如圖2-3所示。圖2-3反應溫度對纖維素含量的影響
【參考文獻】:
期刊論文
[1]改性纖維素高吸水樹脂對Cu2+、Pb2+的吸附性能研究[J]. 邱海燕,王艦葦,薛松松,魯瑩純,金李,徐波. 現(xiàn)代化工. 2020(03)
[2]不同來源木質素抗氧化活性研究[J]. 朱夢妮,田維珍,王興,周景輝,李堯. 中國造紙學報. 2019(04)
[3]微波法制備甘蔗渣/膨潤土基高吸水樹脂及性能研究[J]. 梁鴻霞,李濤. 化工新型材料. 2020(01)
[4]酶解秸稈殘渣中木質素的提取及應用[J]. 白毓黎,張通,白富棟,李瀾鵬,彭紹忠,喬凱. 精細化工. 2020(03)
[5]微波輔助離子液體EmimOAc提取毛竹木質素[J]. 胡莉芳,何鴻偉,張宇,夏琪,袁林,彭紅,阮榕生,周夢陽. 化工進展. 2019(09)
[6]低共熔溶劑對木質纖維素分離及木質素提取的研究進展[J]. 司馬國寶,王帥,崔瑩,黃健,甘林火. 現(xiàn)代化工. 2019(09)
[7]糠醛渣功能性復混肥配方篩選及最佳施肥量的研究[J]. 賀桂瓊,秦嘉海. 農業(yè)科技與信息. 2019(11)
[8]超聲波-微波協(xié)同制備山葡萄皮渣纖維素工藝優(yōu)化[J]. 孫海濤,于雅萱,石金鳳,張雅捷. 農業(yè)技術與裝備. 2019(05)
[9]木質素改性多孔酚醛樹脂微球的制備研究[J]. 姬春梅. 橡塑技術與裝備. 2019(10)
[10]高吸水性樹脂研究進展及發(fā)展趨勢[J]. 鄔一凡. 化工新型材料. 2019(05)
博士論文
[1]表面活性劑促進纖維多糖原料酶解轉化及機理研究[D]. 鄭天然.北京林業(yè)大學 2019
[2]糠醛渣修復鉻渣場地Cr(Ⅵ)污染水土環(huán)境的實驗研究[D]. 王智麗.中國地質大學(北京) 2018
[3]玉米秸稈纖維素及玉米磷酸酯淀粉基可食膜的研究[D]. 孫海濤.吉林大學 2017
[4]糠醛生產工藝研究及糠醛廢渣的綜合利用[D]. 榮春光.吉林大學 2012
碩士論文
[1]木質素基碳微球的制備及其儲鋰性能的研究[D]. 張牮.北京石油化工學院 2019
[2]改性殼聚糖基吸附劑對水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究[D]. 余傳泳.安徽農業(yè)大學 2018
[3]咖啡殼纖維素接枝丙烯酸合成高吸水樹脂的研究[D]. 王宇.昆明理工大學 2017
[4]改性木質素空心微球制備及成型機理初探[D]. 李因亮.北京林業(yè)大學 2017
[5]糠醛渣木質素結構表征及其改性酚醛樹脂膠黏劑制備工藝優(yōu)化[D]. 閆磊.廣西大學 2015
[6]高木質素廢棄物制備CH4/CO2分離功能性吸附材料及其選擇性吸附的試驗研究[D]. 董金錄.中國海洋大學 2015
[7]糠醛渣去除水中Cr(Ⅵ)實驗研究[D]. 劉妍.中國地質大學(北京) 2015
[8]淀粉/β-環(huán)糊精多孔磁性復合微球的制備及對水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究[D]. 王秋菊.河南工業(yè)大學 2015
[9]基于糠醛渣的吸附劑制備及其對水中Cr(Ⅵ)的吸附研究[D]. 張蕊莉.河南工業(yè)大學 2015
[10]改性糠醛渣的制備及吸附性能研究[D]. 邢琦.沈陽理工大學 2014
本文編號:3542904
【文章來源】:河南工業(yè)大學河南省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
纖維素、木質素和半纖維素的存在形式
河南工業(yè)大學碩士學位論文19應時間、攪拌速度等因素對纖維素含量的影響,之后遴選出對纖維素含量影響較顯著的三個因素,利用DesignExpert10.0.3軟件做響應面設計,進一步優(yōu)化實驗條件。2.2.1氫氧化鈉濃度對纖維素含量的影響固液比為1:20g/mL,提取溫度為70℃,提取時間為50min,攪拌速度為400r/min,其他條件不變,探究氫氧化鈉濃度對提取纖維素含量的影響。結果如圖2-1所示。圖2-1氫氧化鈉濃度對纖維素含量的影響由圖2-1可知,氫氧化鈉濃度分別為5%、10%、15%、20%、25%時,纖維素的含量為73.7%、79.6%、77.7%、71.5%、68.5%,可知纖維素含量隨氫氧化鈉濃度先增加后減少,當氫氧化鈉濃度為10%時,纖維素含量達到極大值為79.6%,氫氧化鈉濃度繼續(xù)增加提取效果反而變差,這是因為當氫氧化鈉濃度較低時,糠醛渣中的木質素未能完全溶解,摻雜在產物中影響纖維素的含量,當濃度過高時,纖維素的性質發(fā)生變化,開始降解,導致糠醛渣纖維素含量過低,故提取纖維素的最適氫氧化鈉濃度為10%。2.2.2固液比對纖維素含量的影響氫氧化鈉濃度為10%,提取溫度為70℃,提取時間為50min,攪拌速度為400r/min,其他條件不變,探究固液比對提取纖維素含量的影響。結果如圖2-2所示。
2糠醛渣中纖維素和木質素的提取與分離20圖2-2固液比對纖維素含量的影響由圖2-2可知,當固液比為1:20g/mL時,糠醛渣纖維素的含量最高為79.6%,總體變化趨勢呈現(xiàn)先增后減,且從圖中可以看出固液比對纖維素含量的影響差異較大,當固液比為1:10g/mL時,纖維素的含量極低,這是因為固液比從一定程度上反映了堿的用量,固液比較低時,氫氧化鈉濃度較小且固液接觸機會小,傳質過程較差,反應不夠充分,當固液比加大,傳質過程得到強化,木質素逐漸地被溶解,當固液比過大的時候,不僅將纖維素與木質素之間的氫鍵全部破壞且造成纖維素的結晶程度顯著降低,纖維素發(fā)生過度水解,糠醛渣纖維素含量下降,故提取纖維素的最適固液比為1:20g/mL。2.2.3反應溫度對纖維素含量的影響氫氧化鈉濃度為10%,固液比為1:20g/mL,提取時間為50min,攪拌速度為400r/min,其他條件不變,探究反應溫度對提取纖維素含量的影響。結果如圖2-3所示。圖2-3反應溫度對纖維素含量的影響
【參考文獻】:
期刊論文
[1]改性纖維素高吸水樹脂對Cu2+、Pb2+的吸附性能研究[J]. 邱海燕,王艦葦,薛松松,魯瑩純,金李,徐波. 現(xiàn)代化工. 2020(03)
[2]不同來源木質素抗氧化活性研究[J]. 朱夢妮,田維珍,王興,周景輝,李堯. 中國造紙學報. 2019(04)
[3]微波法制備甘蔗渣/膨潤土基高吸水樹脂及性能研究[J]. 梁鴻霞,李濤. 化工新型材料. 2020(01)
[4]酶解秸稈殘渣中木質素的提取及應用[J]. 白毓黎,張通,白富棟,李瀾鵬,彭紹忠,喬凱. 精細化工. 2020(03)
[5]微波輔助離子液體EmimOAc提取毛竹木質素[J]. 胡莉芳,何鴻偉,張宇,夏琪,袁林,彭紅,阮榕生,周夢陽. 化工進展. 2019(09)
[6]低共熔溶劑對木質纖維素分離及木質素提取的研究進展[J]. 司馬國寶,王帥,崔瑩,黃健,甘林火. 現(xiàn)代化工. 2019(09)
[7]糠醛渣功能性復混肥配方篩選及最佳施肥量的研究[J]. 賀桂瓊,秦嘉海. 農業(yè)科技與信息. 2019(11)
[8]超聲波-微波協(xié)同制備山葡萄皮渣纖維素工藝優(yōu)化[J]. 孫海濤,于雅萱,石金鳳,張雅捷. 農業(yè)技術與裝備. 2019(05)
[9]木質素改性多孔酚醛樹脂微球的制備研究[J]. 姬春梅. 橡塑技術與裝備. 2019(10)
[10]高吸水性樹脂研究進展及發(fā)展趨勢[J]. 鄔一凡. 化工新型材料. 2019(05)
博士論文
[1]表面活性劑促進纖維多糖原料酶解轉化及機理研究[D]. 鄭天然.北京林業(yè)大學 2019
[2]糠醛渣修復鉻渣場地Cr(Ⅵ)污染水土環(huán)境的實驗研究[D]. 王智麗.中國地質大學(北京) 2018
[3]玉米秸稈纖維素及玉米磷酸酯淀粉基可食膜的研究[D]. 孫海濤.吉林大學 2017
[4]糠醛生產工藝研究及糠醛廢渣的綜合利用[D]. 榮春光.吉林大學 2012
碩士論文
[1]木質素基碳微球的制備及其儲鋰性能的研究[D]. 張牮.北京石油化工學院 2019
[2]改性殼聚糖基吸附劑對水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究[D]. 余傳泳.安徽農業(yè)大學 2018
[3]咖啡殼纖維素接枝丙烯酸合成高吸水樹脂的研究[D]. 王宇.昆明理工大學 2017
[4]改性木質素空心微球制備及成型機理初探[D]. 李因亮.北京林業(yè)大學 2017
[5]糠醛渣木質素結構表征及其改性酚醛樹脂膠黏劑制備工藝優(yōu)化[D]. 閆磊.廣西大學 2015
[6]高木質素廢棄物制備CH4/CO2分離功能性吸附材料及其選擇性吸附的試驗研究[D]. 董金錄.中國海洋大學 2015
[7]糠醛渣去除水中Cr(Ⅵ)實驗研究[D]. 劉妍.中國地質大學(北京) 2015
[8]淀粉/β-環(huán)糊精多孔磁性復合微球的制備及對水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究[D]. 王秋菊.河南工業(yè)大學 2015
[9]基于糠醛渣的吸附劑制備及其對水中Cr(Ⅵ)的吸附研究[D]. 張蕊莉.河南工業(yè)大學 2015
[10]改性糠醛渣的制備及吸附性能研究[D]. 邢琦.沈陽理工大學 2014
本文編號:3542904
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