基于废弃生物质的多功能水处理药剂的合成与性能评价

发布时间：2017-04-25 05:01

  本文关键词：基于废弃生物质的多功能水处理药剂的合成与性能评价，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：废弃生物质是一种放错了地方的资源,面对日益严峻的能源与环境问题,其综合利用具有深远的意义。本课题提取玉米苞叶和甘蔗渣中的多糖,并对其进行咪唑啉季铵盐以及氨基硫脲改性,并将这些衍生物用作水处理药剂以解决腐蚀、菌藻滋生等问题,对它们的缓蚀杀菌机理等进行了研究,为水处理药剂开发提供必要的依据。研究结果表明:改性使多糖衍生物获得了比较明显的缓蚀作用,苞叶多糖衍生物的性能普遍优于甘蔗渣多糖衍生物;在酸体系中的缓蚀率明显高于标准水体系中缓蚀率,其最高缓蚀率均高于92%。红外光谱(IR)和X-射线光电子能谱(XPS)等数据表明,多糖衍生物主要通过其分子中的n或π电子与Fe配位而在低碳钢表面吸附成膜而抑制腐蚀的发生,其吸附过程符合Langmuir吸附等温式,是一个自发的、放热的过程。电化学研究证实,多糖衍生物可以抑制腐蚀过程中的物质传递或电荷转移,1 mol/L HCl体系中均为混合型缓蚀剂,而在4 mol/L HCl体系中又都是阴极型缓蚀剂。改性处理同时赋予多糖衍生物优良的杀菌性能。标准水体系中,100 mg/L剂量下,改性多糖对异养菌的杀菌率均在90.0%以上。月桂基咪唑啉季铵盐具有比较长的烷基链,使其对细胞膜的穿透能力受到影响,其杀菌率低于其他改性产物的杀菌率。综上所述,提取自玉米苞叶或甘蔗渣的多糖改性产物具有良好的缓蚀杀菌性能,具有很高的研究价值和潜在的应用前景。
【关键词】：废弃生物质 多糖 季铵化 多功能水处理剂 缓蚀 杀菌
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ281;X712
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 废弃生物质的研究现状10-16
• 1.1.1 农业废弃生物质再利用技术的研究进展10-13
• 1.1.2 废弃生物质中天然多糖的研究进展13-16
• 1.1.2.1 天然多糖的分离纯化技术13-15
• 1.1.2.2 天然多糖化学改性以及应用现状15-16
• 1.2 多功能水处理药剂的研究进展16-23
• 1.2.1 多功能水处理药剂现在概述16-20
• 1.2.1.1 无机多功能水处理药剂的研究进展17-19
• 1.2.1.2 有机多功能水处理药剂的研究进展19-20
• 1.2.2 多功能水处理剂的应用性能及其评价方法20-23
• 1.2.2.1 多功能水处理药剂阻垢性能的评价方法20-21
• 1.2.2.2 多功能水处理药剂缓蚀性能的评价方法21-23
• 1.2.2.3 多功能水处理药剂杀菌性能的评价方法23
• 1.3 本课题的研究目的与意义23-26
• 第二章 废弃生物质中多糖的提取与改性研究26-50
• 2.1 试剂与仪器26-27
• 2.2 实验方法27-31
• 2.2.1 废弃生物质中多糖的提取27-28
• 2.2.1.1 苞叶多糖的提取与结构表征27-28
• 2.2.1.2 甘蔗渣多糖的提取与结构表征28
• 2.2.2 咪唑啉季铵盐的合成与结构表征28-30
• 2.2.2.1 2-丙基咪唑啉季铵盐（QAPI）的合成28-29
• 2.2.2.2 肉桂基咪唑啉季铵盐（QACI）的合成29-30
• 2.2.2.3 月桂基咪唑啉季铵盐（QACI）的合成30
• 2.2.3 咪唑啉季铵盐改性多糖的合成30-31
• 2.2.4 咪唑啉季铵盐的氨基硫脲改性31
• 2.2.5 多糖的氨基硫脲改性31
• 2.3 结果与讨论31-49
• 2.3.1 苞叶多糖的提取与结构表征31-33
• 2.3.2 甘蔗渣多糖的提取与结构表征33-35
• 2.3.3 咪唑啉季铵盐的结构表征35-43
• 2.3.3.1 2-丙基咪唑啉季铵盐（QACI）的结构表征35-38
• 2.3.3.2 肉桂基咪唑啉季铵盐（QACI）的结构表征38-40
• 2.3.3.3 月桂基咪唑啉季铵盐（QACI）的结构表征40-43
• 2.3.4 咪唑啉季铵盐改性多糖的结构表征43-47
• 2.3.5 氨基硫脲改性肉桂基咪唑啉季铵盐的结构表征47-48
• 2.3.6 氨基硫脲改性多糖的结构表征48-49
• 2.4 本章小结49-50
• 第三章 废弃生物质多糖改性产物的性能评价与机理研究50-80
• 3.1 试剂与仪器50-51
• 3.2 实验方法51-55
• 3.2.1 失重法评价51-52
• 3.2.1.1 标准水体系中的失重法评价结果51
• 3.2.1.2 盐酸体系中的失重法评价结果51-52
• 3.2.1.3 硫酸体系中的失重法评价结果52
• 3.2.2 电化学评价方法52-53
• 3.2.3 缓蚀机理的研究53-54
• 3.2.3.1 盐酸体系中不同温度下的热力学与动力学实验53-54
• 3.2.3.2 酸体系中的SEM和XPS数据分析54
• 3.2.4 多糖改性产物的杀菌性能研究54-55
• 3.3 结果与讨论55-78
• 3.3.1 失重法评价55-60
• 3.3.1.1 标准水体系中的失重法评价结果55-58
• 3.3.1.2 盐酸体系中的失重法评价结果58-60
• 3.3.1.3 硫酸体系中的失重法评价结果60
• 3.3.2 电化学评价方法60-70
• 3.3.2.1 1 mol/L盐酸体系中的电化学方法评价结果60-65
• 3.3.2.2 4 mol/L盐酸体系中的电化学方法评价结果65-70
• 3.3.3 缓蚀机理的研究70-77
• 3.3.3.1 盐酸体系中不同温度下的热力学与动力学实验70-73
• 3.3.3.2 酸体系中的SEM和XPS数据分析73-77
• 3.3.4 多糖改性产物杀菌性能评价77-78
• 3.3.4.1 苞叶多糖改性产物的杀菌性能评价77
• 3.3.4.2 甘蔗渣多糖改性产物的杀菌性能评价77-78
• 3.4 本章小结78-80
• 第四章 结论80-82
• 参考文献82-90
• 硕士在读期间的科研成果90-92
• 致谢92

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