生物质基阳离子吸附剂的制备及其对染料吸附的研究

摘要

生物质资源，作为一种世界上储量最丰富的资源，还没有被人类充分利用。但是它具有的优异特点，如可再生性、可降解性、环境友好，决定着它的良好发展潜力。随着世界上石油和煤日趋枯竭以及由此引起严重环境污染，作为一种可替代性资源，它的研究和利用必将受到更大的关注。 秸秆，作为一种生物质资源，在农村被大量的丢弃和焚烧，给环境造成了极大地危害。通过对秸秆进行一系列简单处理，其可以作为一种高效的吸附剂，应用于工业废水处理中。处理过程分为两步：原料秸秆的预处理脱去木质素和秸秆残渣的季铵化。首先经过醋酸处理脱去木质素，再与环氧季铵盐反应引入阳离子基团。在吸附试验中，阳离子秸秆对染料酸性蓝的吸附能力可以达到1072g/kg。通过对秸秆季铵化实验温度、时间、投料比的研究，获得最优化的反应条件。同时研究染料初始浓度、吸附时间、染料溶液的pH对染料吸附能力的影响。实验证明阳离子秸秆对染料的吸附符合Langmuir吸附理论，和二级反应动力学。阳离子秸秆对不同染料(橙黄Ⅱ、酸性红、酸性蓝)都具有吸附能力。吸附后的吸附剂可以在2M NaOH溶液中再生，并可以别重新用于染料吸附。 滤纸是一种工业产品，它的主要成分是纤维素，因此以滤纸为原料，进过季铵化处理同样可以得到一种高效的吸附剂。实验研究了燃料初始浓度、时间、温度对染料吸附的影响。实验证明阳离子滤纸对染料的吸附符合Langmuir吸附理论，和二级反应动力学。阳离子滤纸对不同染料(橙黄Ⅱ、酸性红、酸性蓝)都具有吸附能力。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1绿色化学

1.2生物质

1.3纤维素

1.3.1纤维素的化学结构

1.3.1纤维素的分离

1.3.2纤维素的活化

1.3.4纤维素化学反应及衍生物

1.4污水处理现状

1.4.1染料

1.4.2染料的危害

1.4.3染料废水处理方法

1.4.4吸附

1.4.5生物质材料吸附

1.5工作方向

参考文献

第二章阳离子秸秆的制备及其对阴离子染料的吸附

2.1理论介绍

2.1.1吸附平衡理论

2.1.2动力学理论

2.2实验试剂与药品

2.3实验步骤

2.3.1环氧丙基三甲基氯化铵(EPTMAC)的合成

2.3.2秸秆的预处理

2.3.3秸秆的季铵化

2.3.4吸附平衡实验

2.3.5吸附动力学实验

2.4仪器表征与测试

2.5结果与讨论

2.5.1核磁(13C-NMR)

2.5.2红外(IR)

2.5.3元素分析

2.5.4 BET比表面积

2.5.5扫描电镜

2.5.6三种染料的标准曲线

2.5.7季铵化反应条件影响

2.5.8染料溶液pH的影响

2.5.9染料溶液浓度的影响

2.5.10吸附时间的影响

2.5.11吸附理论

2.5.12动力学理论

2.5.13对不同染料的吸附

2.5.14吸附剂的再利用

2.6本章总结

参考文献

第三章阳离子滤纸的制备及其对阴离子染料的吸附

3.1实验试剂与药品

3.2实验步骤

3.2.1环氧丙基三甲基氯化铵(EPTMAC)的合成

3.2.2滤纸季铵化

3.2.3吸附平衡实验

3.2.4吸附动力学实验

3.3仪器表征和测试

3.4结果与讨论

3.4.1红外(IR)

3.4.2元素分析

3.4.3吸附时间的影响

3.4.4染料初始浓度的影响

3.4.5温度的影响

3.4.6吸附动力学

3.4.7吸附理论

3.5本章总结

参考文献

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

致谢