玉米芯基活性炭吸附去除水中重金属的实验及机理研究

运用农作物废弃物玉米芯为原料,通过马弗炉在不同工艺条件下碳化制备玉米芯基活性炭,考察了其对锌、锰和铅三种重金属的吸附性能,并利用傅里叶红外光谱、扫描电镜(SEM及EDS)等手段研究了其吸附重金属锌的机理,并对吸附后的吸附剂进行解吸实验.实验结果表明,合适工艺下生产的玉米芯基活性炭对水中锌离子有极高的吸附率,吸附动力学行为符合准二级动力学方程;对玉米芯基活性炭的解吸,酸解吸法比电场干预解吸法能取得更好的效果.初步判断玉米芯基活性炭可用于吸附重金属,是一种低成本吸附剂.     

玉米芯质铁对氟离子吸附性能研究

本文研究了以玉米芯为原材料，经处理制得氟离子吸附剂，探讨和研究了该吸附剂对氟离子吸附能力的一些影响因素，得出了浓度、时间、ｐＨ值等一些参数，为玉米芯质铁的应用提供了基础数据     

磷酸改性玉米芯吸附剂对水中亚甲基蓝的吸附研究

对磷酸改性玉米芯制备的吸附剂吸附水中亚甲基蓝进行了研究,考察了其吸附特性及影响吸附的因素,探讨了吸附过程的热力学和动力学.结果表明:磷酸改性后玉米芯吸附剂对水中亚甲基蓝的吸附能力明显增强.亚甲基蓝浓度100mg/L,改性吸附剂投加量0.05g,温度25℃,pH 6.0,吸附时间60min时,对亚甲基蓝的吸附量为99.06mg/g.吸附等温线可很好地用Langmuir方程式拟合,吸附热力学参数ΔG0小于0,而ΔH0、ΔS0大于0,吸附使体系的有序性降低;吸附过程符合伪二级动力学,吸附很可能是分子计量置换机制.     

浅谈玉米芯的综合利用

通过分析玉米芯的组成,研究出了一种将玉米芯中纤维素、半纤维素、木质素及剩余灰分充分利用的综合开发模式,提升了玉米芯的应用价值。     

玉米芯纤维素基金属螯合亲和吸附剂对牛血清白蛋白的吸附研究

以玉米芯纤维素为基质,通过环氧氯丙烷(EPI)交联活化、亚氨基二乙酸(IDA)修饰、金属离子Cu,Fe,Zn,Ni螯合制得亲和吸附剂.通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、原子吸收分光光度法(AAS)对其表征.考察了pH、离子强度、初始浓度、洗脱液等因素对螯合了不同金属离子的吸附剂吸附牛血清白蛋白(BSA)的影响.结果表明:对强亲和性的Cu(Ⅱ)螯合亲和吸附剂对BSA的吸附主要受配位作用控制,而对弱亲和性的Fe(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)螯合亲和吸附剂则主要受静电作用影响,配位作用为辅.     

改性玉米芯及其对废水中Cr6+的吸附研究

选取玉米芯作为吸附剂,对废水中Cr⁶⁺进行吸附研究,因玉米芯本身吸附效果不佳,故对其进行改性。经H₃PO₄、NaOH、NaNO₂溶液改性后的玉米芯可以使其孔隙扩展、比表面积变大,能够较高效地去除废水中Cr⁶⁺。实验结果表明：当模拟废水中Cr⁶⁺初始浓度为20 mg/L、体积为50.00 mL时,玉米芯经NaOH溶液改性后,投加量为0.040 g,pH为5.00,吸附时间为20 min时,吸附效果最佳,废水中Cr⁶⁺的去除率为96.83%。此时,改性后玉米芯吸附Cr⁶⁺的过程与Freundlich吸附等温模型和准二级动力学模型拟合度较高。     

改性玉米芯及其对废水中Cr6+的吸附研究

选取玉米芯作为吸附剂,对废水中Cr⁶⁺进行吸附研究,因玉米芯本身吸附效果不佳,故对其进行改性。经H₃PO₄、NaOH、NaNO₂溶液改性后的玉米芯可以使其孔隙扩展、比表面积变大,能够较高效地去除废水中Cr⁶⁺。实验结果表明：当模拟废水中Cr⁶⁺初始浓度为20 mg/L、体积为50.00 mL时,玉米芯经NaOH溶液改性后,投加量为0.040 g,pH为5.00,吸附时间为20 min时,吸附效果最佳,废水中Cr⁶⁺的去除率为96.83%。此时,改性后玉米芯吸附Cr⁶⁺的过程与Freundlich吸附等温模型和准二级动力学模型拟合度较高。     

玉米芯基生物炭的制备及其吸附性能

采用农业废弃物玉米芯作为原材料,通过生物碳化(HTC)的方法在不同温度下制备低成本、高性能吸附剂用生物炭.该生物炭具有介孔结构,表面含有丰富的含氧官能团,如—OH,C==O,C—O等,其种类及密度受水热温度的影响.以亚甲基蓝(MB)作为模型吸附剂,进一步研究了生物炭的吸附性能.吸附动力学研究表明符合拟二级动力学模型吸附行为,且225 ℃水热条件下得到的生物炭具有最大吸附量(41.37 mg/g)和最高吸附速率.等温吸附平衡数据与Langmuir等温模型吻合较好,表明生物炭对MB的吸附是单层吸附;生物炭表面含氧官能团与MB分子相互作用有助于吸附过程.     

玉米芯(秆)栽培毛木耳、香菇和草菇试验

以玉米芯(秆)为主要培养料,进行了毛木耳、香菇和草菇等菇种的代料栽培试验,已初步筛选出具有一定经济价值的生产配方和栽培品种。经对培养料的化学分析和示范点的大面积验证试验,表明利用玉米芯(秆)栽培食用菌,在栽培理论和技术上是可行的。该技术的推广与应用既能促进生物资源的再生和利用,亦可为石山地区增加一条脱贫致富的门路。     

玉米芯(秆)栽培毛木耳、香菇和草菇试验

以玉米芯(秆)为主要培养料,进行了毛木耳、香菇和草菇等菇种的代料栽培试验,已初步筛选出具有一定经济价值的生产配方和栽培品种。经对培养料的化学分析和示范点的大面积验证试验,表明利用玉米芯(秆)栽培食用菌,在栽培理论和技术上是可行的。该技术的推广与应用既能促进生物资源的再生和利用,亦可为石山地区增加一条脱贫致富的门路。     

芦苇和玉米芯制生物炭对雨水吸持与净化效果的比较

生物炭易制备、成本低、孔隙发达、稳定性高、吸附性强,在海绵城市建设中具有重要的应用前景.以芦苇和玉米芯制备的生物炭作为雨水滞留池填料,通过模拟渗水实验,研究其对雨水的吸持和净化效果.结果表明,玉米芯生物炭填料的水力性能优于芦苇生物炭,其渗水速率达到0.45 mL/(cm·s),储水量达到106 mL;芦苇和玉米芯生物炭均能提高雨水的pH值、降低其氧化还原电位,其中玉米芯生物炭的作用更大;芦苇生物炭对雨水总磷的去除率为55.48%,对Zn~(2+)和Cu~(2+)的去除率分别为74.62%,98.65%,对悬浮颗粒物的去除率为94.12%,这些指标优于玉米芯生物炭.因此,芦苇和玉米芯生物炭有望成为雨水滞留池的新型填料.     

内在钾元素对玉米芯超临界水气化制氢过程的影响

为研究玉米芯中内在钾元素对其超临界水气化(SCWG)过程的影响,采用水洗方式对钾元素进行了脱除.对水洗样中的无机成分和有机成分进行了分析,结果表明这一方法能有效脱除玉米芯中的钾,并能保持玉米芯有机成分的稳定.利用压力釜反应器对玉米芯原样和水洗样进行了不同反应温度、不同反应压力、不同反应停留时间下的SCWG实验.实验结果表明,玉米芯中钾元素的存在促进了SCWG反应产物中氢气的生成.提高反应压力或延长反应时间,均强化K对H2生成的促进作用.内在钾元素对气体产量和气化率的影响与温度有关,低温时促进气化,而高温时抑制气化.此外,对水洗样分别回添KCl和KOH进行了SCWG反应实验,结果表明回添的KCl和KOH均阻碍氢气的产生和玉米芯的气化.因此,玉米芯内在钾元素在SCWG过程中的作用方式与直接添加钾成分时有所区别.     

利用玉米芯水解液发酵生产木糖醇的研究

以玉米芯为材料,分别从压强、温度、酸浓度以及水解时间几个方面对玉米芯的水解条件进行了研究,确定低压、120℃、水解时间为2 h作为玉米芯半纤维素的水解条件;同时研究了利用玉米芯水解液发酵生产木糖醇的条件,结果表明热带假丝酵母(Candida tropicalis)的最优发酵条件为:初始pH 7.5,装液量70%,接种量10%,发酵温度28℃.     

壳聚糖在水处理中的应用

壳聚糖是天然聚合物甲壳素脱乙酰化产物,是一种具有重要开发研究价值的天然生物多糖资源。这里主要介绍了壳聚糖及其作为吸附剂、絮凝剂在水处理中的应用,指出开发壳聚糖作为新型水处理材料具有广阔的应用前景。     

利用混合微生物酶制剂提高玉米芯饲用价值的研究

采用毛霉Sb-27、黑曲霉Sb-ll固体培养所产生的纤维素酶和木聚糖酶对玉米芯进行酶解，以提高其饲用价值．酶解后的玉米芯中含12．6％的可溶性寡糖．毒理实验研究表明：以此工艺生产的产品安全无毒．证明经酶处理的玉米芯具有广阔的应用前景．     

基于玉米芯的固相反硝化柱实验研究

选用农业废弃物玉米芯作为固态碳源,采用一维柱实验研究玉米芯在流场环境下的反硝化性能. 结果显示固相反硝化过程中,反硝化速率和氮素形态转化受水力停留时间的影响显著,水力停留时间增加可提高反硝化速率,但它在一定范围内可造成亚硝酸盐的生成,水力停留时间太长时可造成氨的累积. 水溶性碳氮比也是影响固相反硝化的重要因素,适宜的碳氮比可提高硝酸盐去除速率且抑制亚硝酸盐和铵盐的产生. 实验结果表明,玉米芯固相反硝化系统的最佳水力停留时间为16 h,最适宜的硝氮进水浓度为50 mg·L-1. 玉米芯能够向水相稳定释放TOC为反硝化提供电子供体,SEM结果显示其表面结构也有利于微生物附着生长,因此作为原位可渗透反应墙的填充介质具有很好的应用潜力. 微生物鉴定结果表明Pseudomonas sp在玉米芯介质固相反硝化的过程中为主要作用菌属.     

介孔活性炭的制备及其高湿储甲烷性能

天然气是一种清洁能源,作为汽车代用燃料以及从天然气开采地到各用户单位之间的运输,都需要有效的存储技术.天然气水合物（NGH）能够降低甲烷存储的成本,而多孔材料孔内生成气体水合物能够有效提高储气密度,本研究目的是合成在孔内能够生成甲烷水合物的低成本高性能吸附剂.首先以农业废弃物玉米芯为原料,采用KOH活化法制备活性炭,其湿储甲烷最优合成条件为：在400,℃炭化30,min,碱炭质量比5∶1、850,℃活化1.0,h合成出C-8高性能活性炭,其孔容达到2.264,cm^3/g,比表面积为2 993,m^2/g,孔径分布主要集中在2～3,nm.合成的C-8是非常好的甲烷湿储吸附剂,在水炭比为3.68时在9.40,MPa下CH4达到最大吸附量为69.66%,是其干燥样品最大吸附量的3.25倍,并可以在较大压力范围内使存储的甲烷提供平稳的放气量,有望作为新型的甲烷水合物存储吸附剂应用于天然气汽车上.     

能源可持续发展的CO2捕集和利用的新方法

概述了与能源利用相关的CO2捕集、分离、转化和利用,认为二氧化碳的捕集和分离技术是实现能源系统中二氧化碳减排的关键.美国能源部的研究表明,目前利用醇胺溶液吸收二氧化碳的商业化技术能耗很高,占分离二氧化碳费用的三分之二.本文介绍一种新的设计理念"分子筐(MBS)",即采用固体吸附剂作为捕集和分离二氧化碳的新途径."分子筐"二氧化碳吸附剂是一种纳米多孔吸附剂,具有从混合气体中高选择性、高效吸收二氧化碳的能力.例如,由有机高分子复合材料和介孔分子筛如MCM-41和SBA-15组成的纳米多孔材料就是一种"分子筐"二氧化碳吸附剂.MBS吸附剂可以实现常压、20～100℃条件下、烟道气和其他气体中二氧化碳的高选择性、高效脱除.MCM-41和SBA-15分子筛孔道中加入PEI后其二氧化碳吸附能力和分离选择性大幅提高,用这种方法得到的吸附剂对二氧化碳来说像一个"分子筐".模拟烟道气组成条件下,测定湿度对二氧化碳吸附分离性能的影响,发现MCM-41-PEI吸附剂对湿烟道气中二氧化碳的吸附能力强于干烟道气.二氧化碳的捕集过程简易,吸附剂的再生只需使用气体吹扫或75～100℃的真空即可实现.循环实验表明MBS-CO2吸附剂具有优异的再生性能及稳定性.使用MBS吸附剂,从烟道气中捕集二氧化碳可自由选择溶剂,使吸附系统更加高效、经济、环境友好."分子筐"二氧化碳吸附剂的研究思路亦可用于混合气体中H2S的分离及CO2、H2S的同时分离.本文亦通过分析表征手段对"分子筐"二氧化碳新型吸附剂的工作原理进行了探讨,也对二氧化碳的利用及转化为液体燃料的途径进行了讨论.     

糊精聚合物吸附剂的制备及吸附水中双酚A的应用

本文采用一步法合成策略,将β环糊精、麦芽糊精与联苯四甲酸二酐以1∶1∶10的摩尔配比交联得到了糊精聚合物（聚合物DP）,并将聚合物DP作为一种吸附剂吸附水中的双酚A。吸附结果表明聚合物DP在较宽的pH值范围内都可以有效去除双酚A,最大吸附量达到了960 mg/g,吸附的过程属于Freundlich多分子层吸附和准二级动力学模型。6次的吸附与解吸附的重复利用实验结果表明聚合物材料可以多次反复使用,说明此聚合物作为吸附剂具有良好的应用价值。     

光照和食品添加剂对紫玉米芯色素稳定性的影响

考察了在酸性条件下光照、氧化剂、还原剂、食品添加剂对紫玉米芯色素稳定性的影响;结果表明:阳光直射加速紫玉米芯色素的降解;强氧化剂双氧水对紫玉米芯色素的褪色作用最明显,其次是抗坏血酸、苯甲酸钠和还原剂无水亚硫酸钠;蔗糖对紫色玉米芯色素的稳定性影响不大,高浓度蔗糖溶液还具有增色作用;提示紫玉米芯色素,在食品工业中具有较好的开发利用价值.