玉米秸秆丁二酸单酯及磁性物合成与吸附性能
发布时间：2021-08-02 06:21
本文依据羧基可与重金属离子结合的特点,将羧基引入到玉米秸秆中,设计合成了玉米秸秆丁二酸单酯及磁性衍生物。详细研究了合成条件,并考察了产物对重金属离子的吸附、分离和回收的能力。希望能够开发出具有应用前景的玉米秸秆化学品,提高其附加值,解决因玉米秸秆焚烧引起的资源浪费和环境污染问题。论文首先以丁二酸酐为改性试剂,通过酯化反应合成了含羧基的玉米秸秆丁二酸单酯（S-MS）,通过红外、固体核磁对产物结构进行了表征。在最优反应条件下,产品羧基含量为5.8 mmol/g。以氨基功能化四氧化三铁（NH2-Fe3O4）为磁性原料,采用N,N,-二异丙基碳二亚胺（DIC）做催化剂,使S-MS与NH2-Fe3O4发生酰胺化反应,制备出磁性-玉米秸秆丁二酸单酯（M-S-MS）。在最优反应条件下,得到羧基量为4.2 mmol/g,氨基量为7.4×10-2mmol/g的产品。通过红外光谱对磁性产物进行了结构表征,采用VSM确定产物为顺磁性,饱和磁强度为21.3 emu/g,外加磁场在反应体系外作用10s后,产物可与反应液分离。分别将S-MS和M-S-MS碱化处理得到两种玉米秸秆基吸附剂（NaS-MS和M-NaS-...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?２０１１年我国稽巧综合利用情况??
化学组分（％）??类纤维素?木素?半纤维素?灰分?参?２５－３５?１０－１５?２０－３０?１５－２０??３０－３５?１６－２１?２６－３２?４．５－９??５８．２?１３．４?１３．４?０．４??３９．２?８．２?２９．６?６．７??４２．８?２７．３?２５．４?１．３?要成分结构关系如图１．５所示，其中纤维素首先通过素则作为填充物或黏合剂填充在微细纤维和纤维细轩具有一定的刚性和生理功能Ｐ］。它们彼此间相互缠很低，这是制约稻杆不能被广泛应用的主要因素。应用范围，则需采用物理或化学方法破坏它们彼此改性是近年来扩大稻巧应用范围的主要途径。由于，因此化学改性方法可目互借鉴。??
??图２．７中，２９１５?ｃｍ－１和２８４０?ｃｍ－１分别是下二酸ｉｆ中亚甲基Ｃ－Ｈ键的伸缩振动吸收??峰，１７８４?ｃｍ＇ｉ和１７０５?ｃｍ－ｉ分别是下二酸酌中两个Ｃ＝０键的伸缩振动吸收峰，１０５９?ｃｍ－＇??为Ｃ－０－Ｃ键伸缩振动吸收峰，证明将合成残液二甲苯蒸除所得淡黄色固体为下二酸酢，??将其循环利用可节约成本。??（２）合成残液的循环利用：基于图２．７中残液溶质的红外谱图分析，合成残液中溶??质的主要成分是未参与反应的Ｔ二酸酌，因此设计循环实验利用合成残液。对合成残液??循环使用５次，记原始反应为０次，循环次数为１次的反应为１次循环反应，依次向下??记为２、３、４、５次循环反应。在循环反应中，为保证反应条件一致，应向残液中补加??一定量的下二酸巧、二甲苯和Ｈ己胺，使每次反应的条件和最初０次反应一致，实验结??果于表２．４中。??．?表２．４合成残液循环利用结果??Ｔａｂ．?２．４?Ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｒｅｃｙｃｌｅ?ｏｆ?ｓｕｃｃｉｎｏｙｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｉｄｕｅｓ??循环次数残液量￣￣Ｔ二酸酢￣￣残液中Ｔ二￣单次Ｔ二酸酉干￣￣累计Ｔ二酸西干?幾基量??（ｍＵ?补加量喊?酸酢量似?利用率＆４
【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦秸秆生物质炭对水中罗丹明B的吸附研究[J]. 李飞跃,陶进国,张丽,王艳,邹海明,谢越,汪建飞. 应用化工. 2015(07)
[2]改性稻草秸秆对低浓度含油污水的吸附去除研究[J]. 陈庆国,刘梅,杨丹,闫妍,孙静亚,穆军. 环境科学与技术. 2015(06)
[3]国外秸秆利用经验借鉴与中国发展路径选择[J]. 靳贞来,靳宇恒. 世界农业. 2015(05)
[4]多官能团化棉花秸秆吸附剂的制备及其Cu2+、Ni2+的吸附研究[J]. 李晶,贾冬梅,姜欣欣. 化工新型材料. 2014(10)
[5]Cu2+改性秸秆活性炭的制备及其去除废水中As（Ⅲ）的研究[J]. 陈丽萍,斯钦达来. 农业环境科学学报. 2014(09)
[6]水稻秸秆生物炭对水体中DDE的吸附性能研究[J]. 肖洋,张乃明. 环保科技. 2014(04)
[7]玉米秸秆活性炭制备与NaOH改性对甲醛吸附的影响[J]. 刘耀源,邹长武,李晓芬,石磊,王婷,杨以萱,侯天瑶. 炭素技术. 2014(03)
[8]改性玉米秸秆复合高吸水树脂的尿素吸收及缓释性能[J]. 覃莉莉,万涛,熊磊,武大庆,孙萌萌,胡俊燕,谭雪梅. 农业工程学报. 2013(21)
[9]谷物中重金属离子迁移及其污染消控研究进展[J]. 刘晓庚,张珂嘉,袁建,刘琴,曹崇江,袁磊,吕明珠. 粮食科技与经济. 2013(05)
[10]Adsorption of heavy metal ions from aqueous solution by carboxylated cellulose nanocrystals[J]. Xiaolin Yu,Shengrui Tong,Maofa Ge,Lingyan Wu,Junchao Zuo,Changyan Cao,Weiguo Song. Journal of Environmental Sciences. 2013(05)
博士论文
[1]利用农业秸秆制备阴离子吸附剂及其性能的研究[D]. 王宇.山东大学 2007
硕士论文
[1]秸秆基高吸水树脂辐照合成及其性能研究[D]. 汪昌保.扬州大学 2013
[2]氨基功能化磁性材料的制备及其对水中重金属离子的吸附性能研究[D]. 高冬兰.南京理工大学 2013
本文编号：3317064
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?２０１１年我国稽巧综合利用情况??
化学组分（％）??类纤维素?木素?半纤维素?灰分?参?２５－３５?１０－１５?２０－３０?１５－２０??３０－３５?１６－２１?２６－３２?４．５－９??５８．２?１３．４?１３．４?０．４??３９．２?８．２?２９．６?６．７??４２．８?２７．３?２５．４?１．３?要成分结构关系如图１．５所示，其中纤维素首先通过素则作为填充物或黏合剂填充在微细纤维和纤维细轩具有一定的刚性和生理功能Ｐ］。它们彼此间相互缠很低，这是制约稻杆不能被广泛应用的主要因素。应用范围，则需采用物理或化学方法破坏它们彼此改性是近年来扩大稻巧应用范围的主要途径。由于，因此化学改性方法可目互借鉴。??
??图２．７中，２９１５?ｃｍ－１和２８４０?ｃｍ－１分别是下二酸ｉｆ中亚甲基Ｃ－Ｈ键的伸缩振动吸收??峰，１７８４?ｃｍ＇ｉ和１７０５?ｃｍ－ｉ分别是下二酸酌中两个Ｃ＝０键的伸缩振动吸收峰，１０５９?ｃｍ－＇??为Ｃ－０－Ｃ键伸缩振动吸收峰，证明将合成残液二甲苯蒸除所得淡黄色固体为下二酸酢，??将其循环利用可节约成本。??（２）合成残液的循环利用：基于图２．７中残液溶质的红外谱图分析，合成残液中溶??质的主要成分是未参与反应的Ｔ二酸酌，因此设计循环实验利用合成残液。对合成残液??循环使用５次，记原始反应为０次，循环次数为１次的反应为１次循环反应，依次向下??记为２、３、４、５次循环反应。在循环反应中，为保证反应条件一致，应向残液中补加??一定量的下二酸巧、二甲苯和Ｈ己胺，使每次反应的条件和最初０次反应一致，实验结??果于表２．４中。??．?表２．４合成残液循环利用结果??Ｔａｂ．?２．４?Ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｒｅｃｙｃｌｅ?ｏｆ?ｓｕｃｃｉｎｏｙｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｉｄｕｅｓ??循环次数残液量￣￣Ｔ二酸酢￣￣残液中Ｔ二￣单次Ｔ二酸酉干￣￣累计Ｔ二酸西干?幾基量??（ｍＵ?补加量喊?酸酢量似?利用率＆４
【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦秸秆生物质炭对水中罗丹明B的吸附研究[J]. 李飞跃,陶进国,张丽,王艳,邹海明,谢越,汪建飞. 应用化工. 2015(07)
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[5]Cu2+改性秸秆活性炭的制备及其去除废水中As（Ⅲ）的研究[J]. 陈丽萍,斯钦达来. 农业环境科学学报. 2014(09)
[6]水稻秸秆生物炭对水体中DDE的吸附性能研究[J]. 肖洋,张乃明. 环保科技. 2014(04)
[7]玉米秸秆活性炭制备与NaOH改性对甲醛吸附的影响[J]. 刘耀源,邹长武,李晓芬,石磊,王婷,杨以萱,侯天瑶. 炭素技术. 2014(03)
[8]改性玉米秸秆复合高吸水树脂的尿素吸收及缓释性能[J]. 覃莉莉,万涛,熊磊,武大庆,孙萌萌,胡俊燕,谭雪梅. 农业工程学报. 2013(21)
[9]谷物中重金属离子迁移及其污染消控研究进展[J]. 刘晓庚,张珂嘉,袁建,刘琴,曹崇江,袁磊,吕明珠. 粮食科技与经济. 2013(05)
[10]Adsorption of heavy metal ions from aqueous solution by carboxylated cellulose nanocrystals[J]. Xiaolin Yu,Shengrui Tong,Maofa Ge,Lingyan Wu,Junchao Zuo,Changyan Cao,Weiguo Song. Journal of Environmental Sciences. 2013(05)
博士论文
[1]利用农业秸秆制备阴离子吸附剂及其性能的研究[D]. 王宇.山东大学 2007
硕士论文
[1]秸秆基高吸水树脂辐照合成及其性能研究[D]. 汪昌保.扬州大学 2013
[2]氨基功能化磁性材料的制备及其对水中重金属离子的吸附性能研究[D]. 高冬兰.南京理工大学 2013
本文编号：3317064
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