废弃木耳菌糠的资源化利用研究

发布时间：2020-08-21 09:35

【摘要】：食用菌菌糠是指以玉米芯、玉米面、麸皮、木屑、稻草及多种农作物秸秆等为主要原料栽培食用菌后培养基剩余物。食用菌菌糠主要含有物质是粗纤维、抗营养因子和少量的蛋白质等物质,目前,我国的食用菌工业化企业已达1442家,到2018年食用菌年总产量已在到6000万吨左右,逐年增长的食用菌产量造成了大量废弃菌糠的产生,这些菌糠除部分被用作畜禽饲料、有机肥料、花土外,大部分按传统的处理方法丢弃或燃烧,不但造成资源浪费,而且导致霉菌和害虫滋生、空气中有害孢子和害虫的数量增加,从而造成环境污染。因此,本研究旨在探究废弃木耳菌糠的资源化利用价值,为农业废弃物在抗菌材料领域、能量储存领域以及染料污水处理领域提供应用成本低廉、操作简便并且环境友好的应用路线。本研究包括以下三部分:(1)首先,使用传统的水提醇沉法法提取出木耳菌糠多糖,通过静电纺丝法将废弃菌糠多糖与聚乙烯醇以质量比2:8制备成纺丝液,在接收板距离15cm,纺丝电压15kV,室温的条件下,制备了聚乙烯醇/菌糠多糖复合纳米纤维膜并将其用作抗菌材料。使用扫描电子显微镜,透射电子显微镜,能量色散X射线光谱仪,傅里叶红外光谱仪,机械强度测试仪等手段对复合纳米纤维膜的微观结构与物理性能进行表征。研究表明,将纺丝液中菌糠多糖质量分数控制在20%时,可以获得表面光滑无串珠的纳米纤维结构,经过气相交联后的复合纳米纤维膜的断裂应变和断裂应力显著增强,分别达到了209.2%和5.7 Mpa。最后,分别选用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为目标菌种通过抑菌圈法对复合纳米纤维膜的抗菌活性进行观察,结果显示木耳菌糠多糖基复合纳米纤维膜具有优异的抗菌活性。(2)其次,将废弃木耳菌糠多糖在氮气气氛中,900℃碳化温度条件下,制备成具有三维结构的烟雾状生物质炭,所制备的碳材料具有极高的比表面积(2160 m~2/g)和优异的微孔率(其中微孔表面积占60%,孔径主要集中在0.7 nm)。使用废弃木耳菌糠多糖基生物质炭作为电极材料所制备的超级电容器在三电极体系中的比电容可以达到152 F/g(5 A/g),表明其具有优异的电化学性能。(3)再次,使用黑木耳菌糠胶体作为原材料制备出多孔活性炭,通过氮气吸附-解吸曲线对黑木耳菌糠基多孔碳和黑木耳菌糠胶体基多孔活性炭的比表面积、孔体积及孔隙度进行了观察。通过扫描电镜观察了两种生物质炭的微观结构。最后使用亚甲基蓝作为目标污染物对其吸附能力进行了测定,结果表明所制备的黑木耳菌糠胶体基活性炭对亚甲基蓝的吸附特性完全符合准二级吸附动力学模型,对污水中亚甲基蓝具有优异的吸附性能。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X705
【图文】：

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