农业废弃物制备纤维状离子交换剂的研究

来源 :武汉工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:NoNameMan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
离子交换纤维是一种新型吸附材料,由于它比表面积大、传质距离短、吸附和解吸速度快,与传统的颗粒状离子交换树脂相比有明显的动力学优势,并可以多种形式应用,近年来引起了人们的广泛关注并得到了较大的发展。我国作为一个农业大国,每年各种废弃的农作物废弃纤维产量巨大,由农作物废弃纤维制取高附加值的纤维状离子交换剂,不仅原料来源广泛,价格低廉,且制备工艺绿色环保,应用前景广泛,为废弃农作物纤维的有效利用找到了一条新的途径。 本论文中采用几种常见的农作物 (如稻秆、棉杆、稻壳、黄麻等)原料,以它们为基体,通过化学改性的方法来制备纤维状阴离子交换剂,并研究制备过程中工艺参数的影响,寻求优化的制备工艺参数,检测了所得纤维状离子交换剂的阴离子交换性能,采用的阴离子主要有砷酸根离子、氟离子和直接耐晒翠蓝离子。 由农作物废弃纤维经过预处理、碱化、老化、交联、胺化等一系列工艺步骤来制备纤维状阴离子交换剂,系统研究了老化时间、交联时间以及胺化温度等对产品性能的影响。研究表明,采用本论文提出的工艺可以由常见的农作物废弃物 (如稻秆、棉杆、稻壳、黄麻等) 成功制备纤维状阴离子交换剂。实验结果表明,老化时间 4 小时,交联时间 24 小时,胺化剂为三甲胺盐酸盐,胺化温度 65℃时制备的纤维状离子交换剂性能较好,与商业的离子交换剂纤维的离子交换性能相当。 在动力学研究时,采用正交设计的方法,探讨了反应的pH值、反应时间以及温度对离子交换率的影响。实验得出了在pH值为5、温度为60℃、反应时间为120min时的离子交换效果达到最优。由实验数据拟合得到前 80min 速率方程 r=0.21Cexp0.03168t,80min 以后速率方程r=5.94Cexp0.0038t,从而证明了与所假设的离子吸附交换机理一致,即离子交换行为前段为膜扩散所控制,反应 80min 后为颗粒扩散控制,浓度变化呈线性规律。
其他文献
发展太阳电池是缓解能源危机的有效途径之一。目前,在光伏器件领域,钙钛矿太阳电池的研究十分活跃。探索合适的工艺,实现大面积和稳定的钙钛矿薄膜制备,提高器件的稳定性,是当前钙钛矿电池研究的重要内容。另外,开发制备简单、成本低、环境友好、空穴迁移率高的空穴传输材料对于全固态太阳电池具有重要的意义。基于以上背景,本文进行了以下两方面的研究工作。首先,将电化学沉积方法与铅钙钛矿薄膜的制备相结合,实现了钙钛矿