改性木质素基吸附材料的制备及在废水处理中的应用研究

发布时间：2021-04-22 02:22

　　木质素作为一种廉价、丰富的天然高分子,具有良好的生物相容性、可再生性及环境友好性,引起了科研工作者们的广泛关注。木质素及其衍生物含有丰富的醇羟基、酚羟基和甲氧基等功能性基团,是一类非常有潜质的功能性高分子。但由于木质素结构的复杂性及顽抗性,使其很难得以功能化应用。如何充分利用木质素分子的功能性基团,真正实现其高值化利用,仍是现阶段所面临的巨大挑战。本论文以木质素及其衍生物为原料,借助绿色环保的方法开发研究出一系列木质素基复合材料,并将其用于废水处理领域,为实现木质素的高效利用提供支持。以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[Emim][OAc]）对碱木质素（AL）进行温和预处理,打破木质素的顽抗特性,增加AL的活性基团含量从而提高其磺化效率。[Emim][OAc]溶解木质素的最佳条件为:木质素含水量5%,温度353.15 K,时间120 min,此时木质素的溶解度为399.5 g/L。再生木质素（RL）的³¹P-NMR谱图分析表明脂肪族羟基、酚醛类羟基、对羟基苯基羟基和愈创木基羟基官能团的含量分别提高27.18%、14.39%、50%和25.79%。磺化后RL的... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 木质素性质
        1.1.1 木质素结构单元
        1.1.2 木质素的官能团
    1.2 木质素的化学改性
    1.3 木质素及其衍生物的应用进展
        1.3.1 高附加值化学品
        1.3.2 吸附剂
        1.3.3 表面活性剂
        1.3.4 高分子聚合物
        1.3.5 木质素基水凝胶
    1.4 本论文的研究意义及主要内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 主要研究内容
第二章 离子液体[Emim][OAc]温和预处理提高碱木质素磺化效率的研究
    2.1 前言
    2.2 [Emim][OAC]预处理提高碱木质素磺化效率
        2.2.1 实验原料和方法
        2.2.2 木质素的溶解与再生
        2.2.3 木质素的表征
        2.2.4 木质素的磺化反应
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 碱木质素的溶解
        2.3.2 木质素样品的表征
        2.3.3 磺化特性
    2.4 本章小结
第三章 木质素基水凝胶在离子液体中的制备及表征研究
    3.1 前言
    3.2 木质素基水凝胶在离子液体中的制备及表征研究
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 LCH的表征
        3.3.2 LCH的吸水润胀特性
    3.4 本章小结
第四章 木质素磺酸钠基三元纳米复合水凝胶的制备及其处理含MB废水的研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与方法
        4.2.2 GO的制备
        4.2.3 水凝胶的制备
        4.2.4 水凝胶的表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 AFM分析
        4.3.2 FT-IR分析
        4.3.3 XRD分析
        4.3.4 TGA分析
        4.3.5 物理强度性能分析
        4.3.6 SEM分析
        4.3.7 吸水润胀特性分析
        4.3.8 LS-GO-AM吸附MB性能
        4.3.9 LS-GO-AM的应用
    4.4 本章小结
第五章 木质素磺酸钠/石墨烯复合材料的制备及其作为Cr（VI）吸附剂的应用
    5.1 引言
    5.2 实验原料与方法
        5.2.1 实验原料
        5.2.2 GO的制备
        5.2.3 吸附剂的制备
        5.2.4 吸附剂的表征
        5.2.5 吸附实验
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 GO的AFM分析
        5.3.2 吸附剂的表征
        5.3.3 LSG的合成机理
        5.3.4 LSG对Cr（VI）吸附行为研究
        5.3.5 吸附模型拟合
        5.3.6 吸附机理
    5.4 本章小结
第六章 木质素磺酸钠/石墨烯复合材料吸附造纸废水中的非过程元素
    6.1 引言
    6.2 实验原料与方法
        6.2.1 实验原料
        6.2.2 GO的制备
        6.2.3 吸附剂的制备
        6.2.4 NPEs吸附处理
        6.2.5 H2O2漂白
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 LS加入前后吸附效果对比
        6.3.2 吸附时间影响
        6.3.3 初始pH影响
        6.3.4 吸附剂初始用量影响
        6.3.5 回用次数影响
        6.3.6 漂白浆的光学性能
    6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]漆酶活化碱木质素的磺甲基化反应活性研究[J]. 杨东杰,周海峰,谢绍胊,伍晓蕾,邱学青.  高分子学报. 2013(02)
[2]谷氨酸—木质素吸附剂的制备及对Pb2+的吸附性能[J]. 马英梅,方桂珍,张锐,李宏振,马艳丽.  东北林业大学学报. 2009(10)
[3]木质生物质转化高附加值化学品[J]. 林鹿,何北海,孙润仓,胡若飞.  化学进展. 2007(Z2)
[4]木质素聚氨酯薄膜合成条件及性能的研究[J]. 靳帆,刘志明,方桂珍,李珊珊,黄焕灵.  生物质化学工程. 2007(04)
[5]麦草碱木质素的氧化和磺甲基化改性[J]. 梁文学,邱学青,杨东杰,楼宏铭.  华南理工大学学报(自然科学版). 2007(05)
[6]巯基木质素的制备及其对重金属离子的吸附[J]. 谢燕,曾祥钦.  水处理技术. 2006(06)
[7]Mannich法合成木质素胺型沥青乳化剂及其分析[J]. 张万烽,林青,林健,汤建军,陆姗.  应用化工. 2006(05)
[8]木质素磺酸盐的改性及其在三次采油中的应用[J]. 赵颖华,徐艳姝,王海峰,杨勇,刘庆梅.  大庆石油地质与开发. 2005(04)
[9]木质素改性与木质素水煤浆添加剂[J]. 谢宝东,邱学青,王卫星.  造纸科学与技术. 2003(06)
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博士论文
[1]羟丙基磺化碱木质素染料分散剂及草酸预处理制备纳米纤维素的研究[D]. 秦延林.华南理工大学 2016
[2]木质素水热转化及其产物基础应用研究[D]. 康世民.华南理工大学 2013
[3]含木质素水凝胶的合成及其性能研究[D]. 冯清华.华南理工大学 2012

硕士论文
[1]木质素聚氨酯薄膜的制备及其改性研究[D]. 王治民.中国林业科学研究院 2014
[2]木质素磺酸盐的结构特征及其作为染料分散剂的性能[D]. 白孟仙.华南理工大学 2013
[3]麦草碱木素的高温磺化改进及木素在纤维表面的沉积机理探索[D]. 刘志平.华南理工大学 2012



本文编号：3152966