~(60)Coγ輻照水稻秸稈制備陽離子吸附劑的研究

【摘要】：本研究是以水稻秸稈作為原料,使用超聲輔助氫氧化鈣處理方法先對(duì)秸稈進(jìn)行預(yù)處理破壞其緊致結(jié)構(gòu)增加纖維素的活性反應(yīng)位點(diǎn),之后將預(yù)處理過的水稻秸稈粉末與二甲基二烯丙基氯化銨進(jìn)行共輻照,使其發(fā)生接枝聚合反應(yīng),所得的接枝產(chǎn)物為陽離子型吸附劑,通過單因素與正交實(shí)驗(yàn)分別獲得最佳的反應(yīng)條件,最終的接枝產(chǎn)物具有吸附水中陰離子染料的能力。1.將超聲輔助預(yù)處理后的秸稈與單一的使用氫氧化鈣預(yù)處理后的秸稈中的纖維素含量進(jìn)行比較,纖維素含量有了明顯增加,輔以超聲處理的秸稈在處理120min后其纖維素含量為58.89%,而單純使用氫氧化鈣處理的秸稈在120min后的纖維素含量僅為51.10%。2.采用單因素實(shí)驗(yàn)與正交實(shí)驗(yàn)研究預(yù)處理?xiàng)l件,氫氧化鈣用量、超聲功率、超聲時(shí)間對(duì)纖維素含量的影響順序?yàn)椋撼暪β食晻r(shí)間氫氧化鈣用量。并得出預(yù)處理的最佳工藝參數(shù)為：氫氧化鈣用量15%,超聲功率450W,超聲時(shí)間150min。纖維素含量為61.72%。3.采用單因素實(shí)驗(yàn)與正交實(shí)驗(yàn)研究接枝聚合反應(yīng),純水用量、輻照劑量、二甲基二烯丙基氯化銨用量三個(gè)因素對(duì)接枝率的影響結(jié)果順序?yàn)椋簡误w與秸稈質(zhì)量比輻照劑量純水用量。并得出制備秸稈共聚物的最佳工藝參數(shù)為：純水用量40mL,輻照劑量7kGy,質(zhì)量比5：1,接枝率達(dá)到16.08%。4.分別用掃描電鏡、紅外、元素分析對(duì)接枝共聚的產(chǎn)物進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)處理前后的秸稈結(jié)構(gòu)有明顯變化變得更加松散粗糙,有利于接枝反應(yīng)和吸附物質(zhì)；接枝后的陽離子型秸稈在紅外光譜圖中比原料秸稈具有不同的特征吸收峰；同時(shí)接枝后的秸稈其N元素含量為1.240%,高于預(yù)處理后的0.138%。5.研究接枝產(chǎn)物對(duì)陰離子染料檸檬黃的吸附效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)陽離子型秸稈對(duì)于陰離子染料的吸附效果明顯受pH的影響；在不同溫度下的等溫吸附曲線和動(dòng)力學(xué)曲線復(fù)合Langmuir模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué),在不同的溫度下吸附量變化不明顯,證明該吸附行為是離子交換型的單分子層吸附；吸附劑可以通過在高pH條件下脫吸附后再次具有吸附能力,可以重復(fù)利用。同時(shí)吸附劑對(duì)于污水中COD的吸附量達(dá)到73mg/g。 【關(guān)鍵詞】：水稻秸稈 輻照 接枝共聚 吸附性能
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TQ424;TQ914.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1.文獻(xiàn)綜述10-17
• 1.1 秸稈的成分與利用現(xiàn)狀10-11
• 1.1.1 秸稈的成分10-11
• 1.1.2 秸稈在污水處理中的利用現(xiàn)狀11
• 1.2 秸稈的預(yù)處理方法11-13
• 1.2.1 熱液預(yù)處理方法12
• 1.2.2 酸堿液預(yù)處理方法12
• 1.2.3 物理預(yù)處理方法12-13
• 1.3 纖維素的改性13-14
• 1.3.1 纖維素的酯化改性13
• 1.3.2 纖維素的醚化改性13
• 1.3.3 纖維素的接枝共聚改性13-14
• 1.4 輻照技術(shù)在纖維素接枝聚合中的應(yīng)用14
• 1.4.1 輻射源14
• 1.4.2 輻射接枝的方法14
• 1.5 水污染的現(xiàn)狀與高分子吸附劑14-17
• 1.5.1 水體污染的現(xiàn)狀14-15
• 1.5.2 吸附劑的作用15
• 1.5.3 高分子吸附劑的種類15-17
• 2. 引言17-18
• 2.1 課題研究的目的和意義17
• 2.1.1 研究目的17
• 2.1.2 研究意義17
• 2.2 研究內(nèi)容17-18
• 3. 材料與方法18-23
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料18
• 3.1.1 原料與試劑18
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器18
• 3.2 原料秸稈的成分測(cè)定18-19
• 3.3 秸稈的預(yù)處理19
• 3.3.1 超聲輔助堿液處理與堿液處理的比較19
• 3.3.2 單因素對(duì)于秸稈預(yù)處理后纖維素含量的影響19
• 3.4 秸稈的接枝共聚反應(yīng)19
• 3.4.1 單因素對(duì)于接枝產(chǎn)物的接枝率的影響19
• 3.5 接枝產(chǎn)物的儀器表征19-20
• 3.5.1 掃描電鏡19-20
• 3.5.2 元素分析20
• 3.5.3 紅外光譜分析20
• 3.6 接枝產(chǎn)物對(duì)于陰離子型染料檸檬黃的吸附研究20-23
• 3.6.1 檸檬黃標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制20
• 3.6.2 不同pH值條件下改性吸附劑對(duì)檸檬黃的吸附20
• 3.6.3 等溫吸附實(shí)驗(yàn)20
• 3.6.4 吸附等溫線的非線性擬合20-21
• 3.6.5 吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)21
• 3.6.6 吸附劑的循環(huán)利用21-22
• 3.6.7 吸附劑對(duì)于水中COD的吸附22-23
• 4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析23-43
• 4.1 秸稈的各組分的測(cè)定23
• 4.2 秸稈的預(yù)處理實(shí)驗(yàn)23-28
• 4.2.1 超聲輔助堿液處理與堿液處理的比較23-24
• 4.2.2 不同氫氧化鈣用量對(duì)于纖維素含量的影響24-25
• 4.2.3 不同超聲處理時(shí)間對(duì)于秸稈中纖維素含量的影響25-26
• 4.2.4 不同超聲功率對(duì)于纖維素含量的影響26-27
• 4.2.5 三因素三水平正交試驗(yàn)27-28
• 4.3 輻照接枝聚合實(shí)驗(yàn)28-33
• 4.3.1 不同單體用量對(duì)接枝率的影響28-29
• 4.3.2 不同純水的用量對(duì)接枝率的影響29-30
• 4.3.3 不同輻照劑量對(duì)接枝率的影響30-31
• 4.3.4 三因素三水平正交試驗(yàn)31-33
• 4.4 接枝產(chǎn)物的表征33-35
• 4.4.1 掃描電鏡33-34
• 4.4.2 元素分析34
• 4.4.3 紅外光譜分析34-35
• 4.5 吸附劑對(duì)于陰離子型染料檸檬黃的吸附研究35-43
• 4.5.1 檸檬黃標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制35
• 4.5.2 不同pH值條件下改性稻草吸附檸檬黃實(shí)驗(yàn)35-36
• 4.5.3 等溫吸附實(shí)驗(yàn)36-37
• 4.5.4 等溫吸附線的非線性擬合37-39
• 4.5.5 吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)39-40
• 4.5.6 吸附劑的循環(huán)利用40-42
• 4.5.7 吸附劑對(duì)于生活污水中COD的吸附42-43
• 5 討論43-44
• 6. 結(jié)論44-45
• 參考文獻(xiàn)45-49
• 致謝49-50
• 作者簡介50
• 碩士期間發(fā)表科研情況50
• 本科和碩士期間獲得獎(jiǎng)勵(lì)50

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