生物质纳米纤维素制备及其应用研究

我国作为一个粮食生产大国,秸秆资源丰富。近年来,秸秆焚烧现象一直较为严重,不仅对环境造成了危害,还导致了秸秆的资源利用率降低。研究表明,植物秸秆中含有的大量纤维素,提取后可制备纳米纤维素,纳米纤维素凭借其优良的特性得到了广泛的关注。本文简要介绍了利用秸秆废料提取纤维素及纳米纤维素的制备技术,并对由纤维素制备的纳米纤维素材料的应用进行了综述。     

纤维素基碳复合气凝胶的制备及其光催化性能研究

光催化法治理水污染因具有绿色环保、高效和净化彻底等优点而受到研究者的关注,然而,粉末催化剂难以回收利用阻碍了其在实际应用中的推广.为了解决以上问题,基于多孔石墨相氮化碳(g-C₃N₄)和纤维素气凝胶的优点,本研究将溶胶-凝胶法与高温炭化工艺相结合,制备得到了一种三维多孔复合气凝胶(CN_x/CA).经碳化处理后,多孔g-C₃N₄均匀牢固地结合在纤维素碳气凝胶表面.当多孔g-C₃N₄的添加量为1 g时,得到的复合气凝胶具有较好的光催化性能.在光反应进行180 min时,对四环素的降解率达到92%.根据紫外可见漫反射及光致发光光谱可知,CN_x/CA的催化性能的提高主要源于其具有优异的光吸收能力及更低的载流子复合率,并且通过电子顺磁共振测试结果显示,光催化降解的主要活性物种是超氧自由基.     

聚合物改性粉煤灰制备多孔复合材料及其性能研究

制备了高掺量粉煤灰为基质的聚乙烯醇/纤维素复合多孔材料。该复合材料制备过程简单易行,不需高温高压。通过XRF、XRD、FT-IR、SEM以及压汞法对该粉煤灰复合材料进行了表征和结构分析,探索了原料混合比例、干燥温度对样品结构和性能的影响。研究发现:聚乙烯醇可以有效提高该复合材料的无侧限抗压强度,纤维素可有效改善材料的孔隙结构;材料的孔隙主要来自水分蒸发过程中的气泡聚合,在外部不加压的条件下制备样品,需控制干燥温度对样品内部孔隙结构的影响。当粉煤灰含量为80%,聚乙烯醇含量为10%,纤维素含量为10%时,复合材料具有较好的孔隙率、孔隙结构、抗压强度和吸水性及保水性。有一定强度的以粉煤灰为基质的亲水性材料也适合作为吸附材料或滤料,未来可以进一步通过改善材料内部结构,以及活化功能性官能团以提高材料的综合性能,为粉煤灰的综合利用拓展途径。     

羧甲基纤维素包覆纳米铁的制备及其分散性研究

纳米铁以其较高的活性和较小的尺寸适用于地下水氯代烃污染的原位修复。然而,为达到原位修复的目的,纳米铁必须在水中保持良好的分散性。研究以羧甲基纤维素为分散剂采用液相还原法制备纳米铁来改善其分散性。透射电镜观察得到羧甲基纤维素包覆纳米铁颗粒呈离散状态,且羧甲基纤维素含量为64.2wt%的纳米铁粒径为20nm左右;而未包覆纳米铁颗粒有明显的棱角且粒径为50～100nm。傅立叶红外光谱测试表明羧甲基纤维素通过其分子中羧基的单齿配位作用结合在纳米铁表面。沉降曲线表明,在1mmol/LNaHCO3水溶液中羧甲基纤维素包覆纳米铁的沉降曲线是斜率为-10-4～-10-5s-1的直线,其分散性比未包覆纳米铁颗粒有较大改善。     

亲水改性磺酸型碳材料催化纤维素水解研究

该研究以微晶纤维素作为纤维素的模型物,开展了对亲水改性的磺酸型碳材料在水热条件下催化纤维素水解产生还原糖的研究,考察了亲水改性对催化水解作用的影响,并分析了在改性碳材料催化条件下,反应时间、催化剂用量、反应温度等因素对纤维素水解过程的影响。研究结果表明碳材料的亲水改性能提高催化剂表层的亲水性能,从而提升其催化水解纤维素的性能。在170℃条件下,催化剂投加量为0.2 g,反应时间为10 h时是纤维素水解和还原糖积累的最佳条件。     

掺磷石墨烯的制备及其电化学性能研究

石墨烯以其优异的导电性、较大的比表面积,在超级电容器领域得到广泛关注。本研究以氧化石墨烯为原料,通过磷酸浸渍,然后经高温还原处理制备掺磷石墨烯电极材料,通过XRD、SEM等手段表征其结构,并应用恒流充放电、循环伏安等技术考察其电化学性能。结果显示,氧化石墨烯经处理后得到还原的同时掺杂了磷元素。掺磷石墨烯的比电容提高接近2倍,显现了较好的电容特性。     

超级活性炭的制备和性能研究及应用现状

活性炭是一种性质优良的吸附剂,其制备原料来源广泛,大多是固体废弃物或可再生资源。活性炭以其优异独特的性能,越来越受到人们的青睐,在各领域都得到了广泛应用。但随着工业的发展,对活性炭的要求也越来越高,常规活性炭已经不能够满足各个领域的特殊要求,于是超级活性炭应运而生。超级活性炭因具有巨大的比表面积和优异的吸附性能,受到了越来越多的关注,并被广泛用于燃料气的吸附存储、气体分离、催化剂载体、超级电容器的电极材料等方面。但目前超级活性炭在制备和使用过程中仍存在一些不足有待进一步研究改进。文章就超级活性炭的原料、制备方法、性能及其应用状况进行了综合论述。     

泸沽湖沉积物α纤维素的提取及其稳定碳同位素研究初探

湖泊沉积是环境气候变化的敏感指示器 ,在沉积过程中有机大分子α纤维素不易发生降解 ,其碳链上的C、H、O原子也不会与外界发生交换 ,故沉积物α纤维素的碳同位素能真实地反映原始环境信息。湖泊沉积物中的α纤维素含量少 ,笔者经过反复条件试验 ,得出了从湖泊沉积物提取α纤维素的简便可行的方法。泸沽湖是云贵高原上一半封闭湖泊 ,湖区人为活动干扰较微弱 ,该湖对环境变化敏感。笔者提取了泸沽湖沉积物柱的α纤维素 ,并研究了其碳同位素 ,结果表明 ,α纤维素碳同位素灵敏、精确地反映了该湖一百年来的环境信息 :泸沽湖沉积物有机质以内生为主 ;气候变化趋势为冷—暖—冷—暖。     

纤维素胺基树脂的制备及脱色性能评价

用氯化亚砜改性微晶纤维素,利用二乙烯三胺对氯化纤维素进行胺基取代制得纤维素胺基树脂。通过正交试验确定纤维素胺基树脂的最佳制备条件;红外分析以及X-衍射可知:氯化纤维素改性取代胺基得到纤维素胺基树脂。纤维素胺基树脂有较好的脱色功能。对甲基橙脱色条件为:吸附时间6 h,吸附温度为30℃,甲基橙初始浓度取为20 mg/L,树脂投加量为0.02 g。     

木质纤维素废渣对赤泥的脱碱及改良研究

赤泥是铝土矿提炼氧化铝后排放的强碱性废渣,数量巨大且环境风险大,如何无害化及土壤化处置是赤泥生态修复与治理的关键。该研究通过掺拌不同比例的木质纤维素酸性废渣,并进行复合微生物菌剂添加和覆叶排碱处理,对赤泥的pH、有机质含量及有效水容量进行了比较研究。发现掺拌木质纤维素废渣、添加复合微生物菌剂均能显著降低赤泥pH、增加有机质含量与有效水容量。其中添加复合微生物菌剂且赤泥与木质纤维素废渣质量比为7∶3时,赤泥pH可由11.08降至8.35,有机质含量由6.13 g/kg增至24.92 g/kg,有效水容量由8.80%增至19.17%,已达到一些耐盐碱植物的生长要求。覆叶排碱措施尽管对赤泥pH、有机质含量及有效水容量均无显著影响,但减少了可溶盐碱在赤泥表层的析出。故此,掺拌一定量的木质纤维素废渣并辅之以复合微生物菌剂添加及松叶覆盖等,是一种有效的"以废治废"的赤泥脱碱及改良方法。     

生物膜法污水处理用新型纤维素载体的制备与性能

以麦草浆粕为原料,研究开发出了一种适用于生物膜法污水处理的多孔生物膜载体.实验通过对麦草浆粕碱化、黄化制备出酯化均匀的纤维素粘胶,并在此基础上选取合适的发泡成孔技术和纤维素再生工艺得到多孔纤维素载体成品.实验考察了各制备条件对载体性能的影响,总结出了该工艺下性能最优的载体的制备条件.研究结果表明,制得载体的孔隙率可达85%,比表面积在11m2·g-1以上,孔径从100μm～800μm均可人为控制.制得的多孔纤维素载体成本低廉,用于污水处理效果十分良好.     

钛酸锂在混合电容器中的性能研究

以活性炭(AC)为正极,Li4Ti5O12和活性炭(AC)的混合物为负极组装成混合电容器。对比了水性粘结剂和油系粘结剂对混合电容器的放电容量、循环性能和内阻的影响。结果表明当负极中Li4Ti5O12和AC比例为1.5:1时,混合电容器的比容量最高,为79.5F/g,且2000次循环寿命衰减率仅为6.83%,有望实现实用化。     

羧甲基纤维素生产废水特性及处理方法研究

文章通过混凝试验、生化试验探讨了羧甲基纤维素生产废水的特性,并采用铁炭微电解进行预处理研究。研究结果表明,该种废水混凝效果较差,COD去除率仅为5%左右。COD超过845mg/L时,呈现生物抑制性,且随COD浓度增高生化处理效果严重下降;盐分对生化处理效果有反面影响。废水经过微电解预处理后COD降低35%左右,且生化性显著提高。     

一步法制备磁性多孔碳及高效吸附卡马西平

为了资源化利用废弃农林生物质并有效去除水体中卡马西平(CBZ).受"发酵"策略的启发,以KHCO3为活化剂,FeCl3·6H2O为磁性前驱体,通过简便的一步法将杨木屑转化为具有发达孔结构的磁性多孔碳(MPC).通过调整原料配比得到了最佳产物MPC-2-0.3,其比表面积为1002.48m2/g,对50mg/L的CBZ吸...     

废旧电容器资源化方法研究现状

电容器作为电子电器产品中主要的元器件之一。随着大量电子废弃物的产生,废旧电容器的产生量剧增,其含有可资源化的金属组分和多氯联苯等有害成分,因此对废旧电容器进行资源化回收成为中国乃至世界重点关注的问题。概述了不同种类的电容器的基本结构、组成特征、可资源化价值及可能的有害成分;总结了目前3种主流的废旧电容器的资源化和无害化处置的研究进展,包括废旧铝电解电容器、钽电容器及陶瓷电容器;指出电容器资源化技术在回收率、产品纯度等方面的优缺点;分析了资源化技术中存在的问题,并提出了废旧电容器资源化和无害化的发展方向。     

东北土著白腐真菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的可行性探讨

青顶拟多孔菌是一种可以降解木质素的白腐真菌,也是具有较高的产漆酶能力的生产者.选择青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水,于液体培养青顶拟多孔菌中的锥形瓶中添加不同体积的废水,考察其对不同稀释比玉米秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,并通过研究废水投加时间的调控,获得具有高木质素降解率且相对最短降解时间的工艺条件.结果表明:青顶拟多孔菌可从废水中去除50%以上的COD_Cr和23.8%的木质素.对不同稀释比例（1%~20%）玉米秸秆纤维素乙醇废水中木质素具有较好的去除效果,其中稀释6%废水的体系中降解木质素效果最好,在第10天木质素降解率达到73.5%.不同废水投加时间对青顶拟多孔菌处理稀释20%废水体系中木质素的降解效果影响较大,第5天投加废水可获得理想的木质素降解效果,在试验进行的第19天降解率达到68.4%;在投加废水时间不同的情况下,经青顶拟多孔菌处理后的各体系中BOD₅/COD_Cr均有所提升,并且都提升至0.58以上,其中第9天投加废水体系经处理后BOD₅/COD_Cr最大,达到0.64.研究结果可为青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的实际应用提供参考.      

危险废物多氯联苯电容器旋转剪切破碎的研究

用旋转剪切破碎的方式,破碎危险废物多氯联苯电容器的工业化实验研究.结果表明,该装置破碎金属物料的效果优于颚式、锤式破碎机,且噪音也比冲击式破碎机小,粉尘选出量也不大.破碎粒度比往复式剪断破碎机小,破碎后的物料粒度均匀.能在常温状态下破碎,经济性优于低温破碎.是国内第一台能处置多氯联苯电容器的转剪切破碎装置,为危险废物多...     

地下水生物反硝化的纤维素碳源选择研究

硝酸盐污染已迅速发展为重要的环境问题,硝酸盐污染的现有传统治理和去除技术目前主要有物理法、化学法和生物法,本文利用纤维素作为固态有机碳能满足反硝化细菌所需的碳源,综述利用固态纤维素作为反硝化碳源的研究现状,从而选取5种合适的天然纤维素作为反硝化细菌碳源来研究在缺氧状态下对20mg／LNO3--N的地下水的降解效果。结果表明,利用固态香樟叶纤维素作为碳源去除NO3--N的效果较明显,其次为稻草;并且纤维素作为生物反硝化碳源具有成本低廉、易获取、不需经常补充的优点。     

Fenton试剂+SBR法处理纤维素废水的研究

采用Fenton试剂+SBR法对COD很高的纤维素废水进行处理。首先用絮凝法预处理纤维素废水,然后加入Fenton试剂进行处理,得出在pH为3、Fe2+用量为1.5×10-2 mol/L即2.28 g/L、H2O2的投加量为0.858 g/L、H2O2和Fe2+的投加量比为6、反应时间为4 h时效果最佳,COD降到1 002.8 mg/L,去除效率为88.3%。然后进行SBR生物处理,厌氧处理8 h,好样处理10 h,此时COD处理效果最好为92.8 mg/L,去除效率为90.7%,BOD5为46.8 mg/L,去除效率为88.3%。