亚麻废纱纤维素基絮凝材料的制备及其功能化改性研究
发布时间：2021-07-05 11:31
纺织废料大多作为废弃物进行填埋或焚烧处理,引发的环境污染问题日益受到关注,亟需提高其资源化回收利用的程度。在工业废水处理领域,混凝沉淀是主要的首段工序,其中絮凝剂的质量和成本是影响其运行效率的最关键因素。天然来源的生物基絮凝剂与传统的化学合成类絮凝剂（如聚丙烯酰胺,PAM）相比,具有原料丰富、环境友好等显著特性,随着研发技术的进步和生产成本的降低,用其替代或部分替代化学合成类絮凝剂已成为可能。亚麻废纱是一种纺织废料,鉴于其高纤维素含量的特点,可考虑将其经过简单预处理,制备环境友好的生物基絮凝材料,应用于工业废水处理的混凝沉淀工段,有望降低混凝成本、提高混凝效率,减少混凝污泥二次环境污染,同时实现亚麻废纱的资源化利用。为此,本论文以亚麻废纱纤维素为基础原料,优化制备了亚麻废纱纤维素基絮凝材料（FC-g-PAM）、疏水亚麻废纱纤维素基絮凝材料（FC-g-PAM-g-TMPS）和两性疏水亚麻废纱纤维素基絮凝材料（CFC-g-PAM-g-TMPS）,对其表观形貌和化学结构进行了分析与表征;将得到的3种絮凝材料分别用于印染、造纸和机械加工废水的混凝沉淀处理,对其应用性能进行了测试与评价;初步分析...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
电荷中和絮凝机理的原理图
浙江理工大学博士学位论文 亚麻废纱纤维素基絮凝材料的制备及其功能化改性研究流体动力学尺寸和粘度。随着聚合物链的更加延伸的构象，将增强粘结架桥作用[78]。增加聚合物的分子量，通常导致更大的流体动力学尺寸和更好的粘结架桥作用[79]。正如Flory-Krigbaum 方程[80]所证明的那样，聚合物（R）的流体动力学尺寸与其在良溶剂中的分子量（MW）之间的标度指数为 0.6：0.6R MW在使用聚合物絮凝剂的实际絮凝过程中，悬浮在废水中的颗粒首先通过电荷中而不稳定，经过凝结过程，然后它们通过桥接聚集形成大的絮凝物，即絮凝效果。因此，聚合物絮凝剂，包括壳聚糖及其衍生物，有时被用作传统低分子量无机混凝剂的助凝剂，以促进最终的絮凝性能[81]（如图 1.2 所示）。
Figure 1.3 Chemical structure of cellulose纤维素的基本结构单元是由 D-吡喃葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接在一起形成的脱水葡萄糖单元，两个脱水葡萄糖单元组成的脱水纤维二糖是纤维素聚合物的重复单元（见图 1.3）。然而，纤维素聚合度（DP）通常表示为许多脱水葡萄糖单元。每个葡糖酐单元具有六个碳原子和三个羟基基团（在 C2，C3 和 C6 原子上），赋予了纤维素分子多个官能团。纤维素有三种类型的脱水葡萄糖单元：（i）在 C1 原子上具有游离半缩醛或醛基的还原端；（ii）在 C4 原子上具有游离羟基的非还原端；（iii）内环。由于以上分子结构，纤维素因此具有亲水性，在水和大多数有机溶剂中的不溶性、降解性和手性等功能。纤维素的 DP 取决于纤维素来源（例如，天然木材中的 10000；棉花中的 20000；海藻中的44000）和分离/纯化方法（例如，再生纤维素中的 200-500，漂白牛皮纸浆中的 1000）。纤维素是半结晶聚合物，在其微纤结构中包含结晶（有序）和无定形（无序）区域，其中根据边缘胶束理论认为单个纤维素分子通过若干结晶和无定形部分[101, 102]。天然结晶度通常在 40-70％的范围内，并且取决于纤维素的来源和分离方法。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国纺织工业区域协调发展的态势与方向[J]. 冯德虎. 纺织导报. 2018(11)
[2]厌氧生物法处理聚丙烯酸酯浆料废水[J]. 汪风波,陈小光,马颜雪,李毓陵,吕迎智,孙正,吕艳,吕明明,魏亮,唐丽娟. 中国给水排水. 2018(13)
[3]我国纺织经济发展中的废弃物循环研究[J]. 任世赢. 纺织报告. 2018(04)
[4]生态文明视角下对废弃物资源化的思考与对策——废旧纺织品及高技术纤维的回收利用[J]. 顾珂里. 现代商贸工业. 2018(07)
[5]人类如何处置年产13亿吨的纺织垃圾[J]. 邹雯旭. 中国纤检. 2018(02)
[6]中国化纤工业总量发展趋势研究[J]. 端小平,吴文静. 纺织科学研究. 2018(02)
[7]稀释倍数法测定污水色度的方法[J]. 宣肇菲,金红,楚翠娟,谭丕功. 中国环境监测. 2017(05)
[8]废弃亚麻热解处理吸油材料的制备及其吸附性能[J]. 陈莉,邹龙,孙卫国. 纺织学报. 2017(06)
[9]我国纺织服装行业绿色供应链与可持续发展文献综述研究[J]. 李敏. 当代经济. 2017(03)
[10]构建中国纺织服装行业的新未来[J]. 孙瑞哲. 纺织导报. 2017(01)
博士论文
[1]印染废水在线处理回用关键技术研究[D]. 李春辉.东华大学 2015
本文编号：3265995
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
电荷中和絮凝机理的原理图
浙江理工大学博士学位论文 亚麻废纱纤维素基絮凝材料的制备及其功能化改性研究流体动力学尺寸和粘度。随着聚合物链的更加延伸的构象，将增强粘结架桥作用[78]。增加聚合物的分子量，通常导致更大的流体动力学尺寸和更好的粘结架桥作用[79]。正如Flory-Krigbaum 方程[80]所证明的那样，聚合物（R）的流体动力学尺寸与其在良溶剂中的分子量（MW）之间的标度指数为 0.6：0.6R MW在使用聚合物絮凝剂的实际絮凝过程中，悬浮在废水中的颗粒首先通过电荷中而不稳定，经过凝结过程，然后它们通过桥接聚集形成大的絮凝物，即絮凝效果。因此，聚合物絮凝剂，包括壳聚糖及其衍生物，有时被用作传统低分子量无机混凝剂的助凝剂，以促进最终的絮凝性能[81]（如图 1.2 所示）。
Figure 1.3 Chemical structure of cellulose纤维素的基本结构单元是由 D-吡喃葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接在一起形成的脱水葡萄糖单元，两个脱水葡萄糖单元组成的脱水纤维二糖是纤维素聚合物的重复单元（见图 1.3）。然而，纤维素聚合度（DP）通常表示为许多脱水葡萄糖单元。每个葡糖酐单元具有六个碳原子和三个羟基基团（在 C2，C3 和 C6 原子上），赋予了纤维素分子多个官能团。纤维素有三种类型的脱水葡萄糖单元：（i）在 C1 原子上具有游离半缩醛或醛基的还原端；（ii）在 C4 原子上具有游离羟基的非还原端；（iii）内环。由于以上分子结构，纤维素因此具有亲水性，在水和大多数有机溶剂中的不溶性、降解性和手性等功能。纤维素的 DP 取决于纤维素来源（例如，天然木材中的 10000；棉花中的 20000；海藻中的44000）和分离/纯化方法（例如，再生纤维素中的 200-500，漂白牛皮纸浆中的 1000）。纤维素是半结晶聚合物，在其微纤结构中包含结晶（有序）和无定形（无序）区域，其中根据边缘胶束理论认为单个纤维素分子通过若干结晶和无定形部分[101, 102]。天然结晶度通常在 40-70％的范围内，并且取决于纤维素的来源和分离方法。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国纺织工业区域协调发展的态势与方向[J]. 冯德虎. 纺织导报. 2018(11)
[2]厌氧生物法处理聚丙烯酸酯浆料废水[J]. 汪风波,陈小光,马颜雪,李毓陵,吕迎智,孙正,吕艳,吕明明,魏亮,唐丽娟. 中国给水排水. 2018(13)
[3]我国纺织经济发展中的废弃物循环研究[J]. 任世赢. 纺织报告. 2018(04)
[4]生态文明视角下对废弃物资源化的思考与对策——废旧纺织品及高技术纤维的回收利用[J]. 顾珂里. 现代商贸工业. 2018(07)
[5]人类如何处置年产13亿吨的纺织垃圾[J]. 邹雯旭. 中国纤检. 2018(02)
[6]中国化纤工业总量发展趋势研究[J]. 端小平,吴文静. 纺织科学研究. 2018(02)
[7]稀释倍数法测定污水色度的方法[J]. 宣肇菲,金红,楚翠娟,谭丕功. 中国环境监测. 2017(05)
[8]废弃亚麻热解处理吸油材料的制备及其吸附性能[J]. 陈莉,邹龙,孙卫国. 纺织学报. 2017(06)
[9]我国纺织服装行业绿色供应链与可持续发展文献综述研究[J]. 李敏. 当代经济. 2017(03)
[10]构建中国纺织服装行业的新未来[J]. 孙瑞哲. 纺织导报. 2017(01)
博士论文
[1]印染废水在线处理回用关键技术研究[D]. 李春辉.东华大学 2015
本文编号：3265995
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