仿生型水基共聚物包膜尿素改性机理及其养分释放特征

水基共聚物包膜尿素控释期较短,通过仿生改性技术提升水基共聚物包膜尿素养分控释期并明确其养分释放特征是实现其在农业生产中应用的重要影响因素。为了探究仿生型水基共聚物包膜尿素的改性机理及养分释放特征,本研究采用壳聚糖、淀粉和聚乙烯醇合成的水基共聚物膜材料为原料,通过纳米二氧化硅和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷对其进行仿生改性并制备仿生型水基共聚物包膜尿素。探究不同温度和土壤水分条件下仿生型水基共聚物包膜尿素养分释放的动力学和热力学特性,并结合扫描电镜、能谱分析、热稳定性分析、原子力电子显微镜,探究其养分释放机理。试验结果表明,仿生改性后水基共聚物包膜尿素的缓释效果显著提升,42 d氮素累积释放率比水基共聚物包膜尿素降低了7.23%。此外,通过一级动力学方程探讨了仿生型水基共聚物包膜尿素的动力学和热力学释放特性,结果表明:随着土壤含水量的增高,活化能Ea逐渐减小;吉布斯自由能变量.G>0、熵变.S>0、焓变.H<0表示包膜尿素在土壤中的释放不是一个独立的系统,与土壤环境发生了热量交换,并明确了土壤温度和含水量与养分释放间的关系。此外,还通过仿生改性前后膜材官能团结构特征、表面微观结构、表面元素变化及热重分析等手段明确了其养分释放机制。     

葡聚糖水合二激酶的生物学功能及其应用

葡聚糖水合二激酶(glucan-water dikinase,GWD)催化淀粉发生的磷酸化反应是植物临时淀粉降解的必要过程.该文总结了GWD的结构、生物学功能及其与其他淀粉代谢相关酶类的互作,以及GWD基因的研究进展及其在淀粉改性工艺上的应用现状,展望了GWD在淀粉磷酸化改性工艺上的应用前景,旨在为淀粉生物改性提供一种环境友好型、资源集约型的思路和方法.     

活性炭的改性技术及其应用研究进展

活性炭具有特殊的物理化学特性,常被用作吸附剂,广泛应用于工业、饮用水净化、废水处理等领域,并取得显著的成效.目前水污染物种类繁多,对水质要求高,传统的活性炭在使用方面具有一定的局限性.国内外的很多研究表明,通过对活性炭进行表面改性,可提高其对特定物质的吸附能力,活性炭的改性由此成为热点.从化学改性、物理改性、微生物改性等三大方面综述了国内外活性炭的改性技术,概括了不同改性方法的特性,并比较了不同改性技术改性前后对水中特定吸附质吸附性能的差异,为活性炭的改性研究提供参考和依据.     

竹炭对染料废水的吸附性能试验

以竹炭活性炭为主要原料,采用NaOH微波改性法对其进行改性,将改性前后的2种竹炭分别在不同条件下对分散大红2S-R、分散红玉73#、ECT-黑、分散黄Y114进行动态吸附,考查了不同的吸附时间、pH对竹炭吸附能力的影响,得到了改性竹炭对各种染料的最佳吸附条件。结果表明,改性后的活性炭吸附能力明显增强,对废水中染料的吸附效果更好,此方法简单易行,成本较低,具有较好的应用前景。     

脲醛树脂及三聚氰胺改性脲醛树脂对桉木热解液组分的影响

为了有效利用热解技术处理废弃人造板,采用气质联用技术对比分析桉木、添加质量分数10% 脲醛(UF)树 脂的桉木、添加质量分数10%三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂的桉木、UF 树脂、MUF 树脂的热解液组分。结果表 明:桉木热解液成分复杂,其中2,5-二甲基呋喃的相对含量达到27.56%,3-甲基-2-羟基-2-环戊烯-1-酮和4-(2-氧 代)-2-环己烯-1-酮的相对含量分别为7.04%和7.02%,2,6-二甲氧基苯酚的相对含量为9.48%。添加UF 树脂的 桉木热解液检测到含氮物质的相对含量比桉木热解液增加22.93%,该热解液有望用于肥料生产和土壤改良;添加 MUF 树脂的桉木热解液出现了木糖、丁内酯等桉木热解液中未检测到的产物。      

交联碱木质素--聚乙烯醇基钾镁缓释膜肥对钾、镁的缓释性能

为了提高工业碱木质素的利用率和扩大其应用范围,以工业碱木质素和聚乙烯醇(PVA)为原料、甲醛作为交 联剂、添加硫酸钾和硫酸镁制备交联碱木质素-聚乙烯醇基钾镁缓释膜肥。采用FTIR-ATR 方法测定缓释膜肥的化 学结构,并用淋溶实验检验缓释膜肥对钾、镁的缓释作用。结果表明:1)缓释膜肥在3 260 cm-1 左右的峰变小变宽, 1 332.57 cm-1 处吸收峰消失,1 145.51 ~983.52 cm-1 范围内吸收峰变大,说明碱木质素、聚乙烯醇经甲醛交联有化 学反应发生。2)与纯PVA 交联薄膜相比,碱木质素的加入不利于钾的缓释,而适量的碱木质素有利于镁的缓释, 碱木质素加入量可达20%。随着甲醛加入量的增大,钾累积释放率减小;适量甲醛有利于镁的缓释,但随着甲醛加 入量的增大,缓释膜肥对镁的缓释性能降低。对镁的缓释,甲醛的合适加入量为3.59%。缓释膜肥对钾的缓释主 要是分子结构的物理阻挡作用,而镁缓释除了物理阻挡作用还有木质素的螯合作用。3)对缓释膜肥的动力学试验 数据进行拟合,钾缓释的4 种模型拟合程度都很高,其中Higuchi 模型拟合程度最高,决定系数为0.994 1,说明钾缓 释行为遵循Fick 扩散。镁缓释模型中Ritger-Peppas 模型的拟合程度最高,决定系数为0.974 2,其缓释指数(0.5 n1.0)表明镁缓释行为是扩散和溶蚀综合作用的结果。      

粉状改性脲醛胶的胶合工艺及性能研究

粉状改性脲醛胶黏剂游离甲醛少、储存期长且胶合性能优良,近年来获得广泛应用。采用粉状改性脲醛胶黏剂,对柳杉木材进行层积胶合,以剪切强度、木破率、浸渍剥离率为检测指标,研究其实木胶合工艺及性能。试验结果表明:粉状改性脲醛胶黏剂具有较好的胶合性能,满足非结构集成材标准要求;综合生产成本和效率等因素,确定较优胶合工艺参数为单位压力0.7MPa、热压时间31min、涂胶量180g/m~2、胶合面纹理组合为"弦切面-弦切面"。     

冷等离子体技术装备在作物种子改良中的应用研究

通过冷等离子体技术对农作物种子进行激活改性而提高品质、产量和抗逆性等特性,描述了等离子体种子处理设备的技术关键,探讨了冷等离子体技术装备的结构与研制。通过大量室内研究和田间试验,研究开发出一系列冷等离子体种子处理实用技术,分析了冷等离子体种子处理产生的生物效应,初步探讨了冷等离子体种子处理技术的机理及技术推广。结果表明:冷等离子体种子激活改性在提高种子活力、促进作物生长的同时,作物产量和品质得到了明显改善,在农业应用方面具有较大推广价值。     

改性白果壳对水溶液中重金属镉的吸附研究

为实现农林废弃物的资源化利用和开辟廉价、高效的重金属吸附剂,利用1%KMnO4溶液对白果壳进行化学改性,制备成KMnO4改性白果壳(命名为WSK),用于水溶液中Cd2+的吸附,研究温度、pH、反应时间、初始Cd2+浓度4个因素对WSK吸附Cd2+的影响,并通过模型拟合、电镜扫描(SEM)和红外光谱(FTIR)分析,对吸附机理进行了初步探讨。结果表明,WSK是一种理想的Cd2+吸附剂,其吸附性能受温度、pH、反应时间、Cd2+初始浓度的影响。吸附量与体系温度呈正相关,温度越高吸附量越大;随pH的增加吸附量先升高后降低,pH为5.5时,吸附效果最佳;在60 min后基本达到吸附平衡;随着Cd2+初始浓度的升高,WSK对水中Cd2+的吸附量逐渐增加,当Cd2+浓度为300 mg·L-1时,去除率为94.49%,基本达到吸附饱和。WSK对水中Cd2+的吸附符合Freundlich模型,决定系数R2为0.94,最大吸附量为119.76mg·g-1;吸附过程符合二级动力学吸附模型,R2为0.999 5。SEM照片显示WSK表面呈多孔结构,增加了WSK的比表面积、孔容及表面吸附位点,这有助于提高其吸附性能。红外光谱图分析表明,WSK主要靠-OH、-COO-、-NH-、C=O、-P=O、-CH-等离子活性官能基团与Cd2+配位结合,其中-COO-起重要作用。     

活性氧化铝改性除氟性能研究

为提高活性氧化铝对饮用水中氟的去除效果,采用硫酸、氯化铁、硫酸与氯化铁复合3种方法对活性氧化铝进行改性。采用单因素和正交试验研究3种因素对3种改性活性氧化铝吸附除氟的影响。结果表明,硫酸与氯化铁复合改性的活性氧化铝的除氟效果最好,其最优改性条件组合为H₂SO₄浓度0.01 mol·L^-1,浸泡时间120 min,固液比1:5,FeCl₃浓度0.1%,浸泡时间180 min,固液比1:10;硫酸与氯化铁复合改性活性氧化铝的吸附行为更符合Langmuir等温线的拟合,即吸附为单分子层吸附,其最大吸附容量为4.98 mg·g^-1,是未改性的3.4倍;且硫酸与氯化铁复合改性活性氧化铝吸附氟后溶液中金属离子不超标。