微波改性废酵母菌吸附废水中铜(Ⅱ)离子热力学动力学研究

通过大量的实验研究了应用低成本吸附剂废酵母菌在微波改性后去除废水中重金属铜(Ⅱ)离子,并通过改变反应过程中的pH值、反应时间、初始浓度、废酵母菌投加量、反应温度等因素来影响吸附效果。研究结果表明:在pH值为7.0、反应时间为90min、温度为55℃、Cu2+初始浓度为40mg/L、微波改性废酵母菌投加量为4g/L时,微波改性酵母菌的最大吸附容量为41.84mg/g。吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。吸附过程的热力学常数△G0、△H0和△S0分别为-6.12kJ/mol、9.2kJ/mol和48.19kJ/mol。说明废酵母菌对Cu2+的吸附是自发的吸热反应。微波改性废酵母菌对Cu2+的吸附动力学模型能够较好地符合准二级动力学方程。     

复合氧化法降解染料活性艳蓝P-3R的研究

以配制的活性艳蓝P-3R染料废水为研究对象,研究了复合氧化法O3/H2O2降解染料活性艳蓝P-3R的效果,并分析了反应时间、H2O2投加量、H2O2投加方式、pH值等各种因素对处理效果的影响。结果表明:O3/H2O2比单独O3反应的效果要好;反应时间越长,脱色率和TOC去除率也越大;H2O2投加量对氧化反应的影响很大,存在一个最佳投加量;总量相同的H2O2一次投加优于多次投加;pH值越大,去除率也越大;Na2CO3作为自由基清除剂在一定程度上抑制了O3/H2O2氧化。     

改性玉米芯活性炭对镉的吸附性能研究

利用农业固体废物玉米芯作原料制备了活性炭,通过吸附热力学和吸附动力学过程,探讨了改性玉米芯活性炭对Cd²⁺模拟废水的吸附性能研究,以及考察了溶液pH值、活性炭投加量和温度对活性炭吸附Cd²⁺的影响。研究结果表明:磷酸改性600℃下裂解的活性炭吸附能力最好;改性玉米芯活性炭对Cd²⁺的吸附等温线更符合Freundlich模型;改性玉米芯活性炭对Cd²⁺的吸附动力学过程用准二级动力学模型能更好地拟合;经过单因素影响试验的研究表明,溶液初始pH值为6、活性炭投加量为0.01g、吸附温度为40℃时,活性炭的吸附效果最好。     

金属离子催化臭氧降解甲基蓝染料的试验研究

以甲基蓝为目标污染物,在常规臭氧氧化体系中引入了废水中常见的金属离子,如Fe2+、Cu2+、Mn2+,形成均相臭氧催化体系进行试验,结果表明:能提高臭氧的氧化降解效率。在初始甲基蓝浓度为40mg/L,pH值为4～6的条件下,Fe2+、Mn2+和Cu2+3种离子的最佳投加量分别为0.1mg/L、0.5mg/L和1.0mg/L,3种离子的催化能力顺序为Fe2+≈Mn2+﹥Cu2+。     

软锰矿-污泥基活性炭对活性艳红X-3B的吸附特性研究

以污水处理厂剩余污泥为原料,添加适量天然软锰矿,采用氯化锌化学活化法制备活性炭,用于吸附活性艳红X-3B染料.结果表明,软锰矿的添加可以改善污泥活性炭的吸附性能,使其对染料的饱和吸附容量(Qm)较未投加软锰矿的污泥活性炭增加50mg/g以上,最大可提高56.5%;软锰矿的投加量因污泥种类而异,控制在0.2%～2%范围内;活性炭的最适宜投加量为4g/L,吸附时间90min,pH值对吸附的影响不大;吸附热力学Langmuir模型比Freundlich模型更适合描述本研究中的等温吸附系统.     

阳离子絮凝剂木质素季胺盐的合成与脱色性能研究

以硫酸盐法造纸黑液中的木质素为原料，合成了木质素季胺盐絮凝剂，比较了不同催化剂对合成产物性能的影响，采用红外光谱(FTIR)表征了木质素季胺盐，用高浓度、高色度的酸染料ATT对木质素季胺盐的絮凝脱色性能进行了定量分析。研究结果表明，硫酸盐木质素通过接枝反应，可合成阳离子絮凝剂——木质素季胺盐。季胺盐单体的合成：温度-3℃至-6℃，三甲胺和环氧氯丙烷的摩尔比为1：0．7，木质素接枝季胺盐单体，适宜的催化剂为过硫酸铵，加入量0．5％，木质素季胺盐在酸性条件下(pH值为2-3)对染料废水絮凝脱色，投加量2-3g／L。该改性天然高分子是一种性能良好的染料废水的絮凝剂。     

联合容积絮凝法去除污水中磷的最佳投药量研究

实验研究了在不同磷浓度下铁盐、聚丙烯酰胺(PAM)和钢渣三者联合处理水中磷的方法。探索了在不同磷浓度下铁盐、聚丙烯酰胺(PAM)和钢渣三者联合容积絮凝处理水中磷的最佳投药量。在综合考虑各种情况下,原水磷浓度为8 mg/L时,三者联合容积絮凝最佳投加量为n(Fe)∶n(P)=2.5,PAM投加量为0.1 mg/L,钢渣投加量为4 g/L;原水磷浓度为4 mg/L时,三者联合容积絮凝最佳投加量为n(Fe)∶n(P)=3.5,PAM投加量为0.05 mg/L,钢渣投加量为3 g/L;原水磷浓度为2 mg/L时,三者联合容积絮凝最佳投加量为n(Fe)∶n(P)=2.5,PAM投加量为0.1 mg/L,钢渣投加量为3 g/L。最佳投药量下的出水磷浓度均满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ标准。     

芦苇半纤维素基水凝胶的制备及对重金属离子的高效吸附

以芦苇半纤维素为基材,丙烯酸(AA)为单体,N,N,N',N'-四亚甲基乙二胺(MBA)为交联剂,通过自由基聚合法制备出水凝胶材料,采用FT-IR对其结构进行表征,并考察了AA和+MBA用量、pH值、吸附时间和金属离子初始质量浓度对水凝胶吸附Pd2、Cd2+和Zn2+性能的影响,同时探讨了水凝胶对金属离子的吸附动力学和吸附机制。结果表明,AA用量、MBA用量和pH值对水凝胶的吸附性能均有较大影响,水凝胶对金属离子的吸附量随着pH值的增加而增大,1.0 g半纤维素中添加0.1 g MBA,9 g AA制得的水凝胶可在60 min内达到吸附平衡,金属离子溶液初始质量浓度为200 mg/L,Pb2+溶液pH值5.5,Cd2+、Zn2+溶液pH值6.5时,对Pd2+、Cd2+和Zn2+的最大吸附量可达699、521和265 mg/g。水凝胶吸附金属离子过程属于离子交换机制,吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir方程,该水凝胶经过吸附-解吸8次循环后,对金属离子仍有较高的吸附效率,Pd2+、Cd2+和Zn2+的吸附量仍达616、479和243 mg/g,回收率分别为96.7%、97.1%和97.6%。     

煤焦油加工废水的酸化-芬顿法预处理

采用酸化-芬顿法对成分复杂、有机污染物浓度高、色度大及难生化降解的煤焦油废水进行了预处理实验研究,主要考察了反应时间、pH值、温度、FeSO4及H2O2 投加量等不同反应条件对煤焦油废水中COD 去除率的影响。结果表明：Fe2＋质量浓度为20.g/L的FeSO4溶液用量为2mL/100mL废水,质量分数为15%的H2O2用量为4mL/100mL废水,pH值为5.0,反应时间为3h时,CODcr从4.58 g/L降至1.20 g/L以下,去除率达85%以上,处理后的水质可满足后续生物处理的要求。     

Fe/活性炭纤维附着阴极内电解降解染料X3B性能研究

针对染料废水难降解的特点,采用了改进型的内电解方法处理废水中艳红染料X3B,Fe/活性炭纤维毡体系内电解的方法降解活性艳红染料X3B.考察了还原Fe粉的用量、pH值、反应温度等对染料X3B的褪色效果的影响。确定了该体系的最佳反应条件：内电解过程中最佳还原Fe粉的投加量为20g、最佳pH值为4、搅拌时间为40min、最佳反应温度为30℃。在最佳的反应条件下,染料溶液的脱色率最高可达到98.7%。     

Formation and chemical structures of acid-soluble lignin I: sulfuric acid treatment time and acid-soluble lignin content of hardwood

To elucidate the formation mechanism of acidsoluble lignin (ASL) formed in the Klason lignin determination, beech wood meals were treated with sulfuric acid (SA) under various conditions, and the ASL solution was extracted with CHC1₃. The results indicated the following: (1) wood components yielding ASL are dissolved in 72% SA during the initial stage; (2) the quantity of ASL is highest during the initial stage, then decreases with prolonged time of 72% SA treatment and finally reaches a constant value; (3) soluble lignin prepared by 72% SA treatment and subsequent standing in 3% SA again yield insoluble Klason lignin and ASL after boiling in 3% SA; and (4) about half the amount of ASL is dissolved in CHC1₃. The foregoing suggest that wood components yielding ASL are dissolved in 72% SA at the beginning and finally change to ASL after being subjected to depolymerization, hydrolysis, and other reactions. ASL may thus be composed of low-molecular-weight degradation products and hydrophilic derivatives of lignin.     

卤胺磷木素合成及生物活性研究

以木材化学加工中的废物木素为原料，通过卤化、胺化得到卤胺木素。将卤胺木素与烷氧基氯化物作用得到卤胺磷木素化合物。经生物活性测定，该化合物对真菌类有较强生物活性。     

木质素模型化合物与松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-~(13)C]的聚合反应的研究

为了探讨造纸废水中残余木质素与木质素前驱物之间的聚合反应机理,研究了β-O-4型木质素模型化合物与木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-13 C]的聚合反应方法及其反应机理.采用红外光谱、13 CNMR波谱分析聚合产物的特性及结构,并用偏光显微镜对产物进行了观察;采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定了产物的数均相对分子质量(Mn).研究表明:在漆酶的催化作用下木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷与木质素模型物能很完全的发生聚合,产物中不存在起始物的晶体,Mn也大大的增加了.松柏醇-β-D-葡萄糖苷能与木质素模型物聚合,为进一步研究木质素前驱物松柏醇葡萄糖苷用于废水处理的研究奠定了基础.     

C同位素标记法研究木质素与木聚糖的连接

以带13C标记的松柏醇葡萄糖苷作为木质素的前驱物,在β-葡萄糖苷酶、葡萄糖氧化酶、过氧化物酶的酶体系中,向木聚糖胶体中滴加松柏醇葡萄糖苷的溶液,得到木质素脱氢聚合物(DHP)与木聚糖的复合体,并用FT-IR、13CNMR对DHP-木聚糖复合体(DHPXC)进行分析。结果表明,DHPXC中,木质素结构单元之间主要通过β-O-4、β-β、β-5和β-1方式连接,而木质素与木聚糖之间可能通过苯甲酯键和苯甲醚键相连。     

Preparation of strongly acidic cation-exchange resins from gymnosperm acid hydrolysis lignin

The chemical preparation of strongly acidic cation-exchange resin from sulfuric acid lignin (Klason lignin) (SAL), a typical acid hydrolysis lignin, was investigated. Sulfonation of resinified SAL itself gave a resin with an ion-exchange capacity of 2.3 mEq/g. After resinification with formaldehyde, the phenolized SAL with a reactivep-hydroxyphenyl group yielded a resin with an ion-exchange capacity of 3.2 mEq/g. The latter capacity is superior to that of the corresponding commercial phenol-type resins (2–3 mEq/g), but did not reach the level of the corresponding commercial styrene-type resins (4-5 mEq/g).This paper was presented at the 43th Lignin Symposium, Fuchu, October 1998     

Analysis on residue formation during wood liquefaction with polyhydric alcohol

Liquefactions of cellulose powder, steamed lignin, alkali lignin, and their mixtures were carried out to analyze the reaction process of wood using polyhydric alcohol. The liquefaction of wood proceeded immediately and wood components were converted to N,N-dimethylformamide (DMF)-soluble components. After that, the condensation reaction occurred with increasing reaction time. However, none of cellulose powder, steamed lignin, and alkali lignin condensed by themselves during their liquefaction. The mixture of cellulose and lignin was also liquefied, and condensed after a long reaction time. The results of analysis showed that the behavior of the mixture resembled that of wood with respect to molecular weight distribution and the main functional groups. Lignin was converted to DMF-soluble compounds in the initial stage of wood liquefaction, followed by cellulose gradually being converted into soluble compounds. After that, condensation reactions took place among some parts of depolymerized and degraded compounds from cellulose and lignin, and were converted into DMF-insoluble compounds. It was concluded that the rate-determining step of wood liquefaction was the depolymerization of cellulose. Furthermore, it was suggested that the condensation reaction was due to the mutual reaction among depolymerized cellulose and degraded aromatic derivatives from lignin or due to the nucleophilic displacement reaction of cellulose by phenoxide ion.Part of this report was presented at the 52nd Annual Meeting of the Japan Wood Research Society, Gifu, April 2002     

含乙酸木质素的聚氨酯的合成及其特性的研究

对来自乙酸法制浆废液的木质素进行了提取和纯制,并采用红外光谱和GPC研究了乙酸木质素的结构和分子质量。以乙酸木质素代替部分聚乙二醇合成了聚醚型聚氨酯,采用TGA、DSC和拉伸实验对乙酸木质素合成的聚氨酯(PU)进行了热性能和机械性能的研究。结果表明：乙酸木质素具有典型的聚多元醇结构,虽然有部分被乙酰化,但它具有很好的溶解性,而且分子质量较高;用木质素作原料合成的PU与典型的纯PEG型PU相比,木质素的添加使PU的玻璃点转变温度(t)升高和在600℃以下的分解百分率下降,说明以乙酸木质素为原料的PU高分子具有较好的耐热性能;同时,添加乙酸木质素的PU的强度和伸长率与纯PEG型PU相比有所下降,而且随木质素含量增加有一定程度的下降,说明乙酸木质素的加入对PU的强度有一定的影响。     

木质素磺酸盐电化学氧化的低相对分子质量产物的初步研究

用PbO2电极在碱性条件下进行木质素磺酸盐电氧化降解研究,温度25℃,电流密度50~70 mA/cm2,电压0.8~2.0 V。电氧化产物经分离,用高效液相色谱分析。结果表明,木质素磺酸盐电氧化降解为香兰素、紫丁香醛、丁香酸、对羟基苯甲醛、苯乙酮、苯甲酸等6种低相对分子质量化合物。     

超声波处理对麦草碱木质素结构特性的影响

采用超声波作用于麦草碱木质素，探讨了超声波对碱木质素的活化作用，用化学法对超声波作用前后碱木质素官能团进行了定量测定，用凝胶色谱（GPC）测定了木质素相对分子质量的变化，用^1H NMR光谱对化学结构进行了分析。结果表明：超声波可以显著提高碱木质素酚羟基和醇羟基含量，当作用时间20min、作用功率200w、液料质量比100：1时，醇羟基含量从1．99mmol／g上升为4．14mmol／g，酚羟基含量从1．88mmol／g上升为2．54mmol／g，羧基含量从0．59mmol／g下降为0．29mmol／g，羰基含量从2．16mmol／g上升为2．68mmol／g。^1H NMR分析表明，愈创木基和紫丁香基峰面积与总峰面积的比值分别从3．61％和0．77％下降为0，甲氧基峰面积与总峰面积的比值从11．50％下降为8．90％。数均分子质量（Mn）和重均分子质量（Mw）分别从1179和10250上升为5031和11605，分散度（Mw／Mn）从8．69下降为2．31．     

麦草酶解-温和酸解木质素的化学结构特性研究

采用酶解预处理、温和酸解和溶剂提取相结合的木质素分离新技术分离得到了代表性好的麦草纤维酶解-温和酸解木质素(EAL)。采用元素分析、定量31P NMR、衍生化后还原反应(DFRC)等分析技术和实验方法,对麦草EAL木质素的官能团含量、β-芳基醚键的特性与含量、二苯并二氧桥松柏醇(DBDO)结构等特性进行了较深入的研究。