甜菜纤维组分绿色分级及纤维素基复合水凝胶的制备及应用
发布时间：2024-06-05 01:32
制糖副产物甜菜粕(Sugar beet pulp,SBP)具有产量丰富、可生物降解、生物相容性、组分复杂、膳食纤维含量高等特点,可针对其各组分的特异性,进行甜菜粕精深加工,以期提高其附加值。旨在绿色分级甜菜纤维组分,并对甜菜纤维素组分复合修饰改善其吸附骨架结构稳定性和生物吸附能力,兼具良好抑菌性能。课题以脱果胶甜菜粕(Depectinate SBP)为原料,利用NaOH/Urea/H2O及离子液体[C4min]Cl两种溶剂对脱果胶甜菜粕进行溶解,然后再生出甜菜纤维素、半纤维素和木质素组分;再以纤维素为基体,通过与多种功能性材料复合依次制备抑菌型阳离子水凝胶、阴离子型水凝胶及抑菌型两性水凝胶,并进行吸附或抑菌应用研究。主要结果及结论摘要如下:(1)用30%硫酸处理脱果胶甜菜粕,成功溶解于NaOH/Urea/H2O及[C4min]Cl两种溶剂中,并分别实现甜菜纤维素、半纤维素和木质素组分的再生。(NaOH/Urea/H2O体系溶解再生出的纤维素、半纤维素和木质素分别记为UH-cel...
【文章页数】：136 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 甜菜粕的研究进展
1.2.1 甜菜粕综合利用现状
1.2.1.1 膳食纤维等组分分离
1.2.1.2 功能性材料制备
1.2.1.3 食品与饲料领域
1.2.2 主要问题
1.3 农林纤维研究进展
1.3.1 农林纤维组分与结构
1.3.2 纤维素溶剂
1.3.3 纤维素的应用
1.4 水凝胶分类与应用
1.4.1 功能性水凝胶分类
1.4.1.1 温度敏感型水凝胶
1.4.1.2 盐敏感型水凝胶
1.4.1.3 pH敏感型水凝胶
1.4.1.4 磁敏感型水凝胶
1.4.2 水凝胶的应用
1.4.2.1 重金属离子和染料色素的吸附
1.4.2.2 生物组织修复
1.4.2.3 功能性材料固定化
1.4.2.4 药物负载与缓释
1.5 本课题研究内容及意义
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究意义
1.5.3 技术路线图
第二章 基于氢氧化钠/尿素/水及离子液体对甜菜纤维组分的绿色分级
2.1 引言
2.2 材料设备与方法
2.2.1 主要材料
2.2.2 主要试剂
2.2.3 主要仪器和设备
2.3 实验方法
2.3.1 脱果胶甜菜粕的溶解
2.3.2 甜菜纤维组分SEM分析
2.3.3 甜菜纤维组分FTIR分析
2.3.4 甜菜纤维组分XRD分析
2.3.5 甜菜纤维组分TG分析
2.3.6 木质素组分紫外可见光谱扫描
2.3.7 甜菜纤维组分13C NMR分析
2.4 实验结果与讨论
2.4.1 组分分离产物分析
2.4.2 SEM分析
2.4.3 FTIR分析
2.4.4 XRD分析
2.4.5 TG分析
2.4.6 木质素组分的紫外可见吸收光谱
2.4.7 固态13C NMR分析
2.5 本章小结
第三章 季铵化纤维素/壳聚糖水凝胶球的制备及其吸附选择性
3.1 引言
3.2 材料与设备
3.2.1 主要试剂
3.2.2 主要仪器和设备
3.3 实验方法
3.3.1 制备京尼平交联纤维素/壳聚糖凝胶球(CCBG10)
3.3.2 CCBG10 接枝DMDAAC
3.3.3 SEM分析
3.3.4 FTIR分析
3.3.5 XRD分析
3.3.6 TG-DSC分析
3.3.7 吸附性能
3.3.7.1 吸附实验
3.3.7.2 选择性吸附实验
3.3.7.3 再生性能分析
3.3.8 溶胀性能分析
3.3.9 抑菌性能分析
3.4 结果与讨论
3.4.1 SEM分析
3.4.2 FTIR分析
3.4.3 XRD分析
3.4.4 TG-DSC分析
3.4.5 吸附性能
3.4.5.1 吸附动力学
3.4.5.2 吸附等温线
3.4.5.3 pH对吸附的影响
3.4.5.4 再生性能
3.4.5.5 阴离子色素的选择性吸附
3.4.6 溶胀性能分析
3.4.7 抑菌性能
3.5 本章小结
第四章 纤维素/海藻酸钠/氢氧化铁复合水凝胶的制备及选择性吸附应用
4.1 前言
4.2 材料与设备
4.2.1 主要试剂
4.2.2 主要仪器和设备
4.3 实验方法
4.3.1 制备纤维素/海藻酸钠/Fe(OH)3复合水凝胶
4.3.1.1 Fe(OH)3胶体微粒的制备
4.3.1.2 纤维素/海藻酸钠/Fe(OH)3复合水凝胶的制备
4.3.2 表征
4.3.2.1 SEM分析
4.3.2.2 FTIR分析
4.3.2.3 XRD分析
4.3.2.4 TG分析
4.3.3 吸附性能
4.3.3.1 吸附实验
4.3.3.2 选择性吸附实验
4.3.3.3 再生性能
4.3.4 溶胀性能
4.4 结果分析与讨论
4.4.1 SEM分析
4.4.2 FTIR分析
4.4.3 XRD分析
4.4.4 TG分析
4.4.5 吸附性能分析
4.4.5.1 不同种类水凝胶的吸附性能
4.4.5.2 水凝胶对MB的吸附动力学
4.4.5.3 水凝胶对MB的吸附等温线
4.4.5.4 水凝胶对MB的吸附热力学
4.4.5.5 pH对水凝胶吸附MB的影响
4.4.5.6 水凝胶的吸附选择性
4.4.5.7 水凝胶的重复利用性能
4.4.6 水凝胶的溶胀性能
4.5 本章小结
第五章 纤维素/淀粉/活性炭水凝胶超声接枝纳米氧化锌及吸附和抑菌应用
5.1 前言
5.2 材料与设备
5.2.1 主要试剂
5.2.2 主要仪器和设备
5.3 实验方法
5.3.1 制备ZnO接枝纤维素/淀粉/活性炭复合水凝胶
5.3.1.1 制备水凝胶
5.3.1.2 氨水体系水凝胶超声接枝ZnO
5.3.2 表征
5.3.2.1 SEM分析
5.3.2.2 FTIR分析
5.3.2.3 XRD分析
5.3.2.4 TG分析
5.3.3 吸附性能
5.3.3.1 吸附实验
5.3.3.2 混合色素吸附实验
5.3.3.3 水凝胶吸附剂再生性能
5.3.4 水凝胶在不同溶液中的溶胀性能
5.3.5 水凝胶的抑菌性能
5.4 结果分析与讨论
5.4.1 SEM分析
5.4.2 FTIR分析
5.4.3 XRD分析
5.4.4 紫外可见吸收光谱
5.4.5 TG分析
5.4.6 吸附性能分析
5.4.6.1 水凝胶对MB和MO的吸附动力学
5.4.6.2 水凝胶对MB和MO的吸附等温线
5.4.6.3 水凝胶对MB和MO的吸附热力学
5.4.6.4 水凝胶在混合色素溶液中的吸附行为
5.4.6.5 水凝胶的循环利用
5.4.7 水凝胶的溶胀性
5.4.8 水凝胶的抑菌性能
5.5 本章小结
结论与展望
结论
主要创新点
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3989455
【文章页数】：136 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 甜菜粕的研究进展
1.2.1 甜菜粕综合利用现状
1.2.1.1 膳食纤维等组分分离
1.2.1.2 功能性材料制备
1.2.1.3 食品与饲料领域
1.2.2 主要问题
1.3 农林纤维研究进展
1.3.1 农林纤维组分与结构
1.3.2 纤维素溶剂
1.3.3 纤维素的应用
1.4 水凝胶分类与应用
1.4.1 功能性水凝胶分类
1.4.1.1 温度敏感型水凝胶
1.4.1.2 盐敏感型水凝胶
1.4.1.3 pH敏感型水凝胶
1.4.1.4 磁敏感型水凝胶
1.4.2 水凝胶的应用
1.4.2.1 重金属离子和染料色素的吸附
1.4.2.2 生物组织修复
1.4.2.3 功能性材料固定化
1.4.2.4 药物负载与缓释
1.5 本课题研究内容及意义
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究意义
1.5.3 技术路线图
第二章 基于氢氧化钠/尿素/水及离子液体对甜菜纤维组分的绿色分级
2.1 引言
2.2 材料设备与方法
2.2.1 主要材料
2.2.2 主要试剂
2.2.3 主要仪器和设备
2.3 实验方法
2.3.1 脱果胶甜菜粕的溶解
2.3.2 甜菜纤维组分SEM分析
2.3.3 甜菜纤维组分FTIR分析
2.3.4 甜菜纤维组分XRD分析
2.3.5 甜菜纤维组分TG分析
2.3.6 木质素组分紫外可见光谱扫描
2.3.7 甜菜纤维组分13C NMR分析
2.4 实验结果与讨论
2.4.1 组分分离产物分析
2.4.2 SEM分析
2.4.3 FTIR分析
2.4.4 XRD分析
2.4.5 TG分析
2.4.6 木质素组分的紫外可见吸收光谱
2.4.7 固态13C NMR分析
2.5 本章小结
第三章 季铵化纤维素/壳聚糖水凝胶球的制备及其吸附选择性
3.1 引言
3.2 材料与设备
3.2.1 主要试剂
3.2.2 主要仪器和设备
3.3 实验方法
3.3.1 制备京尼平交联纤维素/壳聚糖凝胶球(CCBG10)
3.3.2 CCBG10 接枝DMDAAC
3.3.3 SEM分析
3.3.4 FTIR分析
3.3.5 XRD分析
3.3.6 TG-DSC分析
3.3.7 吸附性能
3.3.7.1 吸附实验
3.3.7.2 选择性吸附实验
3.3.7.3 再生性能分析
3.3.8 溶胀性能分析
3.3.9 抑菌性能分析
3.4 结果与讨论
3.4.1 SEM分析
3.4.2 FTIR分析
3.4.3 XRD分析
3.4.4 TG-DSC分析
3.4.5 吸附性能
3.4.5.1 吸附动力学
3.4.5.2 吸附等温线
3.4.5.3 pH对吸附的影响
3.4.5.4 再生性能
3.4.5.5 阴离子色素的选择性吸附
3.4.6 溶胀性能分析
3.4.7 抑菌性能
3.5 本章小结
第四章 纤维素/海藻酸钠/氢氧化铁复合水凝胶的制备及选择性吸附应用
4.1 前言
4.2 材料与设备
4.2.1 主要试剂
4.2.2 主要仪器和设备
4.3 实验方法
4.3.1 制备纤维素/海藻酸钠/Fe(OH)3复合水凝胶
4.3.1.1 Fe(OH)3胶体微粒的制备
4.3.1.2 纤维素/海藻酸钠/Fe(OH)3复合水凝胶的制备
4.3.2 表征
4.3.2.1 SEM分析
4.3.2.2 FTIR分析
4.3.2.3 XRD分析
4.3.2.4 TG分析
4.3.3 吸附性能
4.3.3.1 吸附实验
4.3.3.2 选择性吸附实验
4.3.3.3 再生性能
4.3.4 溶胀性能
4.4 结果分析与讨论
4.4.1 SEM分析
4.4.2 FTIR分析
4.4.3 XRD分析
4.4.4 TG分析
4.4.5 吸附性能分析
4.4.5.1 不同种类水凝胶的吸附性能
4.4.5.2 水凝胶对MB的吸附动力学
4.4.5.3 水凝胶对MB的吸附等温线
4.4.5.4 水凝胶对MB的吸附热力学
4.4.5.5 pH对水凝胶吸附MB的影响
4.4.5.6 水凝胶的吸附选择性
4.4.5.7 水凝胶的重复利用性能
4.4.6 水凝胶的溶胀性能
4.5 本章小结
第五章 纤维素/淀粉/活性炭水凝胶超声接枝纳米氧化锌及吸附和抑菌应用
5.1 前言
5.2 材料与设备
5.2.1 主要试剂
5.2.2 主要仪器和设备
5.3 实验方法
5.3.1 制备ZnO接枝纤维素/淀粉/活性炭复合水凝胶
5.3.1.1 制备水凝胶
5.3.1.2 氨水体系水凝胶超声接枝ZnO
5.3.2 表征
5.3.2.1 SEM分析
5.3.2.2 FTIR分析
5.3.2.3 XRD分析
5.3.2.4 TG分析
5.3.3 吸附性能
5.3.3.1 吸附实验
5.3.3.2 混合色素吸附实验
5.3.3.3 水凝胶吸附剂再生性能
5.3.4 水凝胶在不同溶液中的溶胀性能
5.3.5 水凝胶的抑菌性能
5.4 结果分析与讨论
5.4.1 SEM分析
5.4.2 FTIR分析
5.4.3 XRD分析
5.4.4 紫外可见吸收光谱
5.4.5 TG分析
5.4.6 吸附性能分析
5.4.6.1 水凝胶对MB和MO的吸附动力学
5.4.6.2 水凝胶对MB和MO的吸附等温线
5.4.6.3 水凝胶对MB和MO的吸附热力学
5.4.6.4 水凝胶在混合色素溶液中的吸附行为
5.4.6.5 水凝胶的循环利用
5.4.7 水凝胶的溶胀性
5.4.8 水凝胶的抑菌性能
5.5 本章小结
结论与展望
结论
主要创新点
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3989455
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