改性木质素吸附重金属离子的研究与应用进展

木质素有很强的吸附能力,通过对木质素进行改性,可以提高其对重金属的吸附能力。综述了改性木质素在吸附处理重金属废水中的研究与应用,并展望了木质素基吸附剂在处理重金属废水中的发展趋势。     

NaOH改性棉花秸秆对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附研究

采用NaOH处理过的棉花秸秆去除废水中的Pb2+和Cu2+,探究不同因素对Pb2+、Cu2+的吸附效果的影响,确定最佳吸附工艺条件。结果表明,Pb2+最佳吸附条件为:投加量为33.33 g/L,振荡时间为110 min,吸附温度为25℃,溶液初始浓度为15 mg/L,pH值为5.0,去除率达92%;对Cu2+的最佳吸附条件为:投加量26.67 g/L,振荡时间为110 min,吸附温度为55℃,溶液初始浓度为15 mg/L,pH值为5.0,去除率达90.4%。     

改性硅藻土对水体中Pb~(2+)的吸附性能研究

用氢氧化钠对吉林长白硅藻土进行改性,并研究了改性硅藻土对Pb2+吸附性能,讨论了硅藻土用量、pH、吸附时间等因素对吸附效果的影响。结果表明:硅藻土改性后对Pb2+的吸附性能明显提高,改性硅藻土对Pb2+的去除率可达70%;pH是影响吸附效果的最主要因素,pH=5～6时吸附效果最佳;温度对吸附效果影响不大;在Pb2+初始浓度为50mg/L时,硅藻土用量以5～6g/L为佳。     

改性玉米芯的制备及其对Pb~(2+)吸附性能研究

在N,N-二甲基甲酰胺中,以次磷酸钠为催化剂,采用柠檬酸对氢氧化钠处理过的玉米芯进行化学改性,制备得到生物吸附剂,并研究其对Pb~(2+)的吸附性能。通过探讨投加量、吸附时间、Pb~(2+)溶液的不同吸附温度、pH等因素研究改性玉米芯对废水Pb~(2+)吸附性能的影响。结果表明,改性的玉米芯投加质量为0.5 g、pH为7、Pb~(2+)初始质量浓度为100 mg/L时,吸附性能较好,吸附平衡时间t为120 min,最大吸附率为88.10%、最大吸附量为35.24 mg/g。可以用准二级动力学方程和Langmuir方程描述改性玉米芯的吸附过程。     

柚子皮生物吸附剂化学改性及其对Pb~(2+)吸附性能的研究

以废弃物柚子皮作为原材料,分别制备了未改性的柚子皮吸附剂、碱改性柚子皮吸附剂和疏基乙酸改性柚子皮吸附剂。比较它们对铅离子的吸附效率,并通过比较各种因素对吸附剂吸附铅离子效果的影响,得出最佳的吸附条件:温度为45℃、pH为4的巯基乙酸改性柚子皮吸附能力最佳。     

改性广西柑橘皮生物吸附剂对水溶液中重金属Pb~(2+)吸附工艺研究

以广西柑橘皮(OP)为原料,经乙醇、氢氧化钠皂化处理,得改性柑橘皮生物吸附剂(SOP),经乙醇、氢氧化钠、氯化镁皂化交联处理,得改性柑橘皮生物吸附剂(MgOP)。研究OP、SOP、MgOP对水溶液中Pb2+的吸附性能,并考察pH、温度、吸附时间、固液比4种因素对水溶液中Pb2+吸附率的影响。在此基础上,利用正交实验研究了MgOP对水溶液中Pb2+的最优吸附工艺条件。结果表明,MgOP对水溶液中Pb2+的最优吸附工艺条件为:pH 6,温度20℃,吸附时间60 min,固液比8 g/L。在此条件下,MgOP对水溶液中Pb2+的吸附率为97.4%。     

玉米秸秆木质素的去甲基化改性研究

以亚硫酸钠为亲核试剂对玉米秸秆木质素进行去甲基化改性,以增加木质素的羟基质量分数和活性。利用FT-IR、DSC、UV测试以及乙酰化滴定等分析方法研究了不同的反应条件对木质素去甲基化改性效果的影响。结果表明,亚硫酸钠在碱性条件下可与玉米秸秆木质素发生去甲基化反应,其最佳反应条件为:反应时间为2 h、反应温度为60℃、m(木质素)∶m(NaOH)∶m(Na₂SO₃)为10∶1. 5∶2。改性后的木质素与原木质素相比,总羟基质量分数可增加30%左右,其中酚羟基质量分数增加20%左右,反应活性明显增强。     

海泡石改性及对Pb~(2+)吸附性能研究

采用离子交换法以盐酸作为质子供体对海泡石进行酸化处理,用CTMAB对其进行改性。探讨了改性海泡石用量、时间、pH、温度、初始浓度等对Pb~(2+)吸附性能的影响。实验结果表明:经过酸处理和CTMAB改性海泡石对Pb~(2+)的吸附率提高了50%,且不受初始浓度的影响。     

涤纶织物表面改性及其对水中Cu~(2+)的吸附研究

以柠檬酸作为交联剂,次亚磷酸钠作为催化剂,将β-环糊精整理到涤纶织物上。通过单因素分析发现,织物增重率与β-环糊精浓度、柠檬酸浓度、催化剂浓度、焙烘时间及焙烘温度有关。确定最佳整理工艺为:β-环糊精90 g/L,柠檬酸100 g/L,催化剂30 g/L,焙烘温度180℃,焙烘时间20 min。经过整理后的织物对Cu2+有较好的吸附能力。     

曼尼希反应与木质素的改性

综述了木质素与脂肪胺的曼尼希反应机理 ,反应物的种类和反应条件 ,并且详细介绍了反应产物木素胺及其衍生物在石油开采、沥青乳化、污水处理、染料分散等方面的应用进展     

麦草碱木素分级和结构特性的研究

用酸沉淀法对山东兖州市造纸厂麦草碱木素按分子量进行沉淀分级．共分为3个级分。探讨了影响分级效果的因素，确定了分级的优化条件。各级分经纯化后分析其结构特性。发现，随着体系PH值的降低，沉淀出的各级分的分子量逐渐降低。碱木素中碳水化合物含量降低，且主要分布于小分子级分中．分级后，碱木素分子量的分布有不同程度的变窄，但各级分的分子量均有相当程度的重叠．硝基苯氧化结果表明，在高分子量级分中，木素的缩会程度较为严重。该方法用于碱木素的简易分级是可行的．     

玉米秸秆生物炭对铅离子的等温吸附特征研究

选用采自沈阳的玉米秸秆,采用控温热分解法,在400℃下制备生物炭。在不同温度(298.15,308.15,318.15,328.15 K)、不同pH(3,4,5,6)、不同浓度的Ca⁽²⁺⁾离子(0.002 5,0.005,0.01,0.02 mmol/L)的条件下进行实验,使用Langmuir、Freundlich和D-R等温方程分别对等温吸附实验数据进行拟合,并讨论吸附机理。结果表明,玉米秸秆生物质炭在不同温度下更好地符合Langmuir模式(R(2+)离子(0.002 5,0.005,0.01,0.02 mmol/L)的条件下进行实验,使用Langmuir、Freundlich和D-R等温方程分别对等温吸附实验数据进行拟合,并讨论吸附机理。结果表明,玉米秸秆生物质炭在不同温度下更好地符合Langmuir模式(R²=0.989 12=0.989 1⁰.995 6)。由Langmuir模式中的a值可以得出,随温度的升高,吸附量增加;在不同pH值下玉米秸秆生物质炭对铅离子的吸附等温式同样可以使用Langmuir模式(R0.995 6)。由Langmuir模式中的a值可以得出,随温度的升高,吸附量增加;在不同pH值下玉米秸秆生物质炭对铅离子的吸附等温式同样可以使用Langmuir模式(R²=0.989 92=0.989 9⁰.999 6)进行表征。而且,随pH的降低,吸附量减少;在不同Ca0.999 6)进行表征。而且,随pH的降低,吸附量减少;在不同Ca⁽²⁺⁾离子浓度下,可用Langmuir等温吸附式拟合(R(2+)离子浓度下,可用Langmuir等温吸附式拟合(R²=0.986 62=0.986 6⁰.996 0)。通过Langmuir等温吸附式推算出的最大吸附量随Ca0.996 0)。通过Langmuir等温吸附式推算出的最大吸附量随Ca⁽²⁺⁾离子浓度的增加而减少。     

玉米秸秆生物炭对铅离子的等温吸附特征研究

选用采自沈阳的玉米秸秆,采用控温热分解法,在400℃下制备生物炭。在不同温度(298.15,308.15,318.15,328.15 K)、不同pH(3,4,5,6)、不同浓度的Ca~(2+)离子(0.002 5,0.005,0.01,0.02 mmol/L)的条件下进行实验,使用Langmuir、Freundlich和D-R等温方程分别对等温吸附实验数据进行拟合,并讨论吸附机理。结果表明,玉米秸秆生物质炭在不同温度下更好地符合Langmuir模式(R~2=0.989 1~0.995 6)。由Langmuir模式中的a值可以得出,随温度的升高,吸附量增加;在不同pH值下玉米秸秆生物质炭对铅离子的吸附等温式同样可以使用Langmuir模式(R~2=0.989 9~0.999 6)进行表征。而且,随pH的降低,吸附量减少;在不同Ca~(2+)离子浓度下,可用Langmuir等温吸附式拟合(R~2=0.986 6~0.996 0)。通过Langmuir等温吸附式推算出的最大吸附量随Ca~(2+)离子浓度的增加而减少。     

麦草酶解木素的制备影响因素的研究

在有关酶解木素研究的基础上，详细研究了球磨时间、酶用量、底物浓度、酶解时间等因素对麦草酶解木素制备的影响．考虑到球磨时间对木素结构的可能变化的影响和尽可能地获得更大的木素提取率，提出了一个合适的麦草酶解木素的提取方法。     

麦草碱木素与环氧乙烷共聚的研究

对麦草碱木素与环氧乙烷的共聚反应进行了研究。对反应过程和反应产物的结构特性进行了研究和讨论。结果表明,共聚反应主要发生在木素的酚羟基上,小分子碱木素比大分子碱木素更容易与环氧乙烷生成共聚物。分步法比一步法更能获得高产率和更高分子量的共聚物,但反应的速率却较低。碱木素共聚后,水溶性和表面活性比共聚前有所改善。     

核交换法对禾草类木质素结构的研究

本文采用核交换法对麦草粉、Nkny－HCHO－AQ（SFP－AQ）浆、NaOH—Na2SO3一AQ（ASP—AQ）浆和NaOH—AQ（AP—AQ）浆中残余木质素的化学结构特性进行了研究。通过核交换法结合硝基苯氧化反应，测定麦草原本木质素和浆中残余本质素的各类型酚核的数量。结果表明麦草原本木质素主要由25．35mol％非缩聚G单元，17．60mol％非缩聚S单元和57．05mol％缩聚G单元所组成。与AP—AQ浆相比，SFP浆含有较少的DPM结构单元，这可能是SFP浆漂白性能好的原因之一。     

麦草木质素在甘油蒸煮过程中结构的变化

主要对麦草经过甘油蒸煮后分离得到的木质素进行化学结构分析,并将其和麦草中原有的木质素进行对比。可知,两种木质素均是由愈创木基、紫丁香木基和对羟苯基木基3种基本结构单元组成,其中愈创木基单元为主要单元。麦草在蒸煮过程中,连接木质素苯丙烷单体的醚键在蒸煮过程中遭到不同程度的破坏,生成新的酚羟基和醇羟基,从而造成甘油木质素的紫外吸收峰较二氧六环木质素的紫外吸收峰向长波方向移动(红移)。由两种木质素的凝胶色谱可知,二氧六环木质素和甘油木质素的数均相对分子质量分别为3172和2241,重均相对分子质量分别为6601和2361,多分散系数分别为2.08和1.05。甘油木质素较二氧六环木质素相对分子质量更小更均匀,这种较窄的分子量分布有利于其更广泛的应用。     

碱木质素羟基化改性的研究

以Fe(OH)3作为催化剂,用过氧化氢对碱木质素进行羟基化,探讨了反应温度、反应时间、m( H2O2)∶m(木质素)、m(Fe(OH)3)∶ m(木质素)对木质素羟基化改性的影响,并对反应机理进行了初步探讨.实验结果表明,羟基化最佳反应条件是:反应温度为60℃、反应时间为60 min,m( H2O2)∶m(木质素)=1.2∶1,m(Fe(OH)3)∶m(木质素)=(1％ ～4％)∶1,此条件下的羟基值约为改性前碱木质素的2倍,羟基化改性比较成功.     

Chemical surface modification of wheat straw fibers for polypropylene reinforcement

The use of natural materials has grown in the last years in the plastics industry. Natural lignocellulose fibers derived from agricultural waste present potential to be used as a replacement for glass fibers for polymer reinforcement, leading to lower CO₂ footprint products. However, cellulose fibers are hydrophilic and polar and as a result of that, incompatible with hydrophobic polymers such as polypropylene. For this reason, a surface modification on the cellulose fiber is required. This work focuses on the modification of the cellulose fibers to improve the compatibility with polypropylene. Wheat straw fibers derived from agricultural waste were scoured with the purpose to remove lignin, hemicellulose and pectin to facilitate the defibrillation. The fibers were then esterified using acetic anhydride. Thermal gravimetric tests have shown an increase in the thermal stability of the scoured and esterified cellulose fibers, from 246°C for untreated fibers to 292°C and 316°C, respectively. From mechanical tests results it could be seen that the tensile modulus of the composites with esterified cellulose fibers increased 57% compared with the neat PP. Flexural strength increased by 31% and flexural modulus by 70%. The use of esterified fibers led to an improvement of 79% in the impact strength compared with the neat PP. A better compatibilization between fibers and matrix could be seen using maleic anhydride modified polypropylene copolymer as compatibilizer, even with esterified fibers, probably due to residual hydroxyl groups still available on modified cellulose. POLYM. COMPOS., 37:2133–2141, 2016. © 2015 Society of Plastics Engineers     

Acidic pretreatment of wheat straw in decanol for the production of surfactant, lignin and glucose

Wheat straw is an abundant residue of agriculture which is increasingly being considered as feedstock for the production of fuels, energy and chemicals. The acidic decanol-based pre-treatment of wheat straw has been investigated in this work. Wheat straw hemicellulose has been efficiently converted during a single step operation into decyl pentoside surfactants and the remaining material has been preserved keeping all its promises as potential feedstock for fuels or value added platform chemicals such as hydroxymethylfurfural (HMF). The enzymatic digestibility of the cellulose contained in the straw residue has been evaluated and the lignin prepared from the material characterized. Wheat-based surfactants thus obtained have exhibited superior surface properties compared to fossil-based polyethoxylates decyl alcohol or alkyl oligoglucosides, some of which are largely used surfactants. In view of the growing importance of renewable resource-based molecules in the chemical industry, this approach may open a new avenue for the conversion of wheat straw into various chemicals.