基于糠醛渣的吸水/吸附材料的制备及性能研究
发布时间：2021-12-18 17:58
糠醛渣,是一种富含纤维素和木质素资源的工业废弃物,没有得到合理地利用。本课题的研究则是基于糠醛渣,采用微波辅助氢氧化钠溶液提取糠醛渣纤维素,并分离得到糠醛渣木质素;以糠醛渣纤维素为原料,采用反相悬浮交联接枝法成功制备了糠醛渣纤维素吸水树脂;以糠醛渣木质素为原料,采用反相悬浮聚合法成功制备了糠醛渣木质素/PEI微球。通过红外光谱仪（FI-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）等对糠醛渣纤维素吸水树脂和糠醛渣木质素/PEI微球进行了表征,并分别对糠醛渣纤维素吸水树脂的吸水（液）性能和糠醛渣木质素微球对水中六价铬的吸附性能进行了研究。第一步,分离得到糠醛渣纤维素及木质素。已有报道中,较多的是直接针对于糠醛渣进行改性处理,本课题欲将糠醛渣中的有效成分分离,使其功能性得到更好的展现。通过单因素实验和响应面设计实验得到提取纤维素的最佳条件为固液比为1:20g/m L、搅拌速度为400r/min、碱液浓度为11%、反应时间为43min、反应温度为66℃。通过FT-IR、SEM、XRD对其进行表征,糠醛渣纤维素整体表现出无规则螺旋状,糠醛渣木质素呈现出棍棒状结构。糠醛渣纤维素的组成...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素、木质素和半纤维素的存在形式
河南工业大学硕士学位论文19应时间、搅拌速度等因素对纤维素含量的影响，之后遴选出对纤维素含量影响较显著的三个因素，利用DesignExpert10.0.3软件做响应面设计，进一步优化实验条件。2.2.1氢氧化钠浓度对纤维素含量的影响固液比为1:20g/mL，提取温度为70℃，提取时间为50min，搅拌速度为400r/min，其他条件不变，探究氢氧化钠浓度对提取纤维素含量的影响。结果如图2-1所示。图2-1氢氧化钠浓度对纤维素含量的影响由图2-1可知，氢氧化钠浓度分别为5%、10%、15%、20%、25%时，纤维素的含量为73.7%、79.6%、77.7%、71.5%、68.5%，可知纤维素含量随氢氧化钠浓度先增加后减少，当氢氧化钠浓度为10%时，纤维素含量达到极大值为79.6%，氢氧化钠浓度继续增加提取效果反而变差，这是因为当氢氧化钠浓度较低时，糠醛渣中的木质素未能完全溶解，掺杂在产物中影响纤维素的含量，当浓度过高时，纤维素的性质发生变化，开始降解，导致糠醛渣纤维素含量过低，故提取纤维素的最适氢氧化钠浓度为10%。2.2.2固液比对纤维素含量的影响氢氧化钠浓度为10%，提取温度为70℃，提取时间为50min，搅拌速度为400r/min，其他条件不变，探究固液比对提取纤维素含量的影响。结果如图2-2所示。
2糠醛渣中纤维素和木质素的提取与分离20图2-2固液比对纤维素含量的影响由图2-2可知，当固液比为1:20g/mL时，糠醛渣纤维素的含量最高为79.6%，总体变化趋势呈现先增后减，且从图中可以看出固液比对纤维素含量的影响差异较大，当固液比为1:10g/mL时，纤维素的含量极低，这是因为固液比从一定程度上反映了碱的用量，固液比较低时，氢氧化钠浓度较小且固液接触机会小，传质过程较差，反应不够充分，当固液比加大，传质过程得到强化，木质素逐渐地被溶解，当固液比过大的时候，不仅将纤维素与木质素之间的氢键全部破坏且造成纤维素的结晶程度显著降低，纤维素发生过度水解，糠醛渣纤维素含量下降，故提取纤维素的最适固液比为1:20g/mL。2.2.3反应温度对纤维素含量的影响氢氧化钠浓度为10%，固液比为1:20g/mL，提取时间为50min，搅拌速度为400r/min，其他条件不变，探究反应温度对提取纤维素含量的影响。结果如图2-3所示。图2-3反应温度对纤维素含量的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性纤维素高吸水树脂对Cu2+、Pb2+的吸附性能研究[J]. 邱海燕,王舰苇,薛松松,鲁莹纯,金李,徐波. 现代化工. 2020(03)
[2]不同来源木质素抗氧化活性研究[J]. 朱梦妮,田维珍,王兴,周景辉,李尧. 中国造纸学报. 2019(04)
[3]微波法制备甘蔗渣/膨润土基高吸水树脂及性能研究[J]. 梁鸿霞,李涛. 化工新型材料. 2020(01)
[4]酶解秸秆残渣中木质素的提取及应用[J]. 白毓黎,张通,白富栋,李澜鹏,彭绍忠,乔凯. 精细化工. 2020(03)
[5]微波辅助离子液体EmimOAc提取毛竹木质素[J]. 胡莉芳,何鸿伟,张宇,夏琪,袁林,彭红,阮榕生,周梦阳. 化工进展. 2019(09)
[6]低共熔溶剂对木质纤维素分离及木质素提取的研究进展[J]. 司马国宝,王帅,崔莹,黄健,甘林火. 现代化工. 2019(09)
[7]糠醛渣功能性复混肥配方筛选及最佳施肥量的研究[J]. 贺桂琼,秦嘉海. 农业科技与信息. 2019(11)
[8]超声波-微波协同制备山葡萄皮渣纤维素工艺优化[J]. 孙海涛,于雅萱,石金凤,张雅捷. 农业技术与装备. 2019(05)
[9]木质素改性多孔酚醛树脂微球的制备研究[J]. 姬春梅. 橡塑技术与装备. 2019(10)
[10]高吸水性树脂研究进展及发展趋势[J]. 邬一凡. 化工新型材料. 2019(05)
博士论文
[1]表面活性剂促进纤维多糖原料酶解转化及机理研究[D]. 郑天然.北京林业大学 2019
[2]糠醛渣修复铬渣场地Cr（Ⅵ）污染水土环境的实验研究[D]. 王智丽.中国地质大学(北京) 2018
[3]玉米秸秆纤维素及玉米磷酸酯淀粉基可食膜的研究[D]. 孙海涛.吉林大学 2017
[4]糠醛生产工艺研究及糠醛废渣的综合利用[D]. 荣春光.吉林大学 2012
硕士论文
[1]木质素基碳微球的制备及其储锂性能的研究[D]. 张牮.北京石油化工学院 2019
[2]改性壳聚糖基吸附剂对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能研究[D]. 余传泳.安徽农业大学 2018
[3]咖啡壳纤维素接枝丙烯酸合成高吸水树脂的研究[D]. 王宇.昆明理工大学 2017
[4]改性木质素空心微球制备及成型机理初探[D]. 李因亮.北京林业大学 2017
[5]糠醛渣木质素结构表征及其改性酚醛树脂胶黏剂制备工艺优化[D]. 闫磊.广西大学 2015
[6]高木质素废弃物制备CH4/CO2分离功能性吸附材料及其选择性吸附的试验研究[D]. 董金录.中国海洋大学 2015
[7]糠醛渣去除水中Cr（Ⅵ）实验研究[D]. 刘妍.中国地质大学(北京) 2015
[8]淀粉/β-环糊精多孔磁性复合微球的制备及对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能研究[D]. 王秋菊.河南工业大学 2015
[9]基于糠醛渣的吸附剂制备及其对水中Cr（Ⅵ）的吸附研究[D]. 张蕊莉.河南工业大学 2015
[10]改性糠醛渣的制备及吸附性能研究[D]. 邢琦.沈阳理工大学 2014
本文编号：3542904
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素、木质素和半纤维素的存在形式
河南工业大学硕士学位论文19应时间、搅拌速度等因素对纤维素含量的影响，之后遴选出对纤维素含量影响较显著的三个因素，利用DesignExpert10.0.3软件做响应面设计，进一步优化实验条件。2.2.1氢氧化钠浓度对纤维素含量的影响固液比为1:20g/mL，提取温度为70℃，提取时间为50min，搅拌速度为400r/min，其他条件不变，探究氢氧化钠浓度对提取纤维素含量的影响。结果如图2-1所示。图2-1氢氧化钠浓度对纤维素含量的影响由图2-1可知，氢氧化钠浓度分别为5%、10%、15%、20%、25%时，纤维素的含量为73.7%、79.6%、77.7%、71.5%、68.5%，可知纤维素含量随氢氧化钠浓度先增加后减少，当氢氧化钠浓度为10%时，纤维素含量达到极大值为79.6%，氢氧化钠浓度继续增加提取效果反而变差，这是因为当氢氧化钠浓度较低时，糠醛渣中的木质素未能完全溶解，掺杂在产物中影响纤维素的含量，当浓度过高时，纤维素的性质发生变化，开始降解，导致糠醛渣纤维素含量过低，故提取纤维素的最适氢氧化钠浓度为10%。2.2.2固液比对纤维素含量的影响氢氧化钠浓度为10%，提取温度为70℃，提取时间为50min，搅拌速度为400r/min，其他条件不变，探究固液比对提取纤维素含量的影响。结果如图2-2所示。
2糠醛渣中纤维素和木质素的提取与分离20图2-2固液比对纤维素含量的影响由图2-2可知，当固液比为1:20g/mL时，糠醛渣纤维素的含量最高为79.6%，总体变化趋势呈现先增后减，且从图中可以看出固液比对纤维素含量的影响差异较大，当固液比为1:10g/mL时，纤维素的含量极低，这是因为固液比从一定程度上反映了碱的用量，固液比较低时，氢氧化钠浓度较小且固液接触机会小，传质过程较差，反应不够充分，当固液比加大，传质过程得到强化，木质素逐渐地被溶解，当固液比过大的时候，不仅将纤维素与木质素之间的氢键全部破坏且造成纤维素的结晶程度显著降低，纤维素发生过度水解，糠醛渣纤维素含量下降，故提取纤维素的最适固液比为1:20g/mL。2.2.3反应温度对纤维素含量的影响氢氧化钠浓度为10%，固液比为1:20g/mL，提取时间为50min，搅拌速度为400r/min，其他条件不变，探究反应温度对提取纤维素含量的影响。结果如图2-3所示。图2-3反应温度对纤维素含量的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性纤维素高吸水树脂对Cu2+、Pb2+的吸附性能研究[J]. 邱海燕,王舰苇,薛松松,鲁莹纯,金李,徐波. 现代化工. 2020(03)
[2]不同来源木质素抗氧化活性研究[J]. 朱梦妮,田维珍,王兴,周景辉,李尧. 中国造纸学报. 2019(04)
[3]微波法制备甘蔗渣/膨润土基高吸水树脂及性能研究[J]. 梁鸿霞,李涛. 化工新型材料. 2020(01)
[4]酶解秸秆残渣中木质素的提取及应用[J]. 白毓黎,张通,白富栋,李澜鹏,彭绍忠,乔凯. 精细化工. 2020(03)
[5]微波辅助离子液体EmimOAc提取毛竹木质素[J]. 胡莉芳,何鸿伟,张宇,夏琪,袁林,彭红,阮榕生,周梦阳. 化工进展. 2019(09)
[6]低共熔溶剂对木质纤维素分离及木质素提取的研究进展[J]. 司马国宝,王帅,崔莹,黄健,甘林火. 现代化工. 2019(09)
[7]糠醛渣功能性复混肥配方筛选及最佳施肥量的研究[J]. 贺桂琼,秦嘉海. 农业科技与信息. 2019(11)
[8]超声波-微波协同制备山葡萄皮渣纤维素工艺优化[J]. 孙海涛,于雅萱,石金凤,张雅捷. 农业技术与装备. 2019(05)
[9]木质素改性多孔酚醛树脂微球的制备研究[J]. 姬春梅. 橡塑技术与装备. 2019(10)
[10]高吸水性树脂研究进展及发展趋势[J]. 邬一凡. 化工新型材料. 2019(05)
博士论文
[1]表面活性剂促进纤维多糖原料酶解转化及机理研究[D]. 郑天然.北京林业大学 2019
[2]糠醛渣修复铬渣场地Cr（Ⅵ）污染水土环境的实验研究[D]. 王智丽.中国地质大学(北京) 2018
[3]玉米秸秆纤维素及玉米磷酸酯淀粉基可食膜的研究[D]. 孙海涛.吉林大学 2017
[4]糠醛生产工艺研究及糠醛废渣的综合利用[D]. 荣春光.吉林大学 2012
硕士论文
[1]木质素基碳微球的制备及其储锂性能的研究[D]. 张牮.北京石油化工学院 2019
[2]改性壳聚糖基吸附剂对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能研究[D]. 余传泳.安徽农业大学 2018
[3]咖啡壳纤维素接枝丙烯酸合成高吸水树脂的研究[D]. 王宇.昆明理工大学 2017
[4]改性木质素空心微球制备及成型机理初探[D]. 李因亮.北京林业大学 2017
[5]糠醛渣木质素结构表征及其改性酚醛树脂胶黏剂制备工艺优化[D]. 闫磊.广西大学 2015
[6]高木质素废弃物制备CH4/CO2分离功能性吸附材料及其选择性吸附的试验研究[D]. 董金录.中国海洋大学 2015
[7]糠醛渣去除水中Cr（Ⅵ）实验研究[D]. 刘妍.中国地质大学(北京) 2015
[8]淀粉/β-环糊精多孔磁性复合微球的制备及对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能研究[D]. 王秋菊.河南工业大学 2015
[9]基于糠醛渣的吸附剂制备及其对水中Cr（Ⅵ）的吸附研究[D]. 张蕊莉.河南工业大学 2015
[10]改性糠醛渣的制备及吸附性能研究[D]. 邢琦.沈阳理工大学 2014
本文编号：3542904
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