环氧氯丙烷改性稻草降解性能试验研究

论文摘要

为了检测环氧氯丙烷改性稻草的降解性能,本研究采用生物降解和光降解两种降解途径,并与天然稻草降解速率进行比较。其中生物降解检测方法是从土壤和浑河水中提取菌源,进行恒温培养,提纯并分离能降解纤维素的微生物,利用碘量法测定溶液中所含葡萄糖的含量。试验测得在好氧和厌氧的条件下,天然稻草在生物降解过程中所产生的葡萄糖含量都高于环氧氯丙烷改性稻草,并且在生物降解后天然稻草的失重率比环氧氯丙烷改性稻草的失重率高15%以上,这说明天然稻草经过环氧氯丙烷改性后生物降解性能减弱。利用革兰氏染色法测定天然稻草和环氧氯丙烷改性稻草在以土壤为接种源的条件下生物降解后所生成的细菌。在好氧的条件下天然稻草中主要含有杆状的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,环氧氯丙烷改性稻草中主要含有杆状的革兰氏阳性菌和球状的革兰氏阴性菌；在厌氧的条件下天然稻草中主要含有杆状的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和球状的革兰氏阴性菌,环氧氯丙烷改性稻草中主要含有杆状的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和球状的革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌,还存在少量的螺旋状革兰氏阴性菌。光降解试验是用美国产的QUV/basic老化试验箱。经过600小时的紫外光照射,天然稻草的失重率达到2.49%,环氧氯丙烷改性稻草的失重率达到2.50%,由此可知,天然稻草和环氧氯丙烷改性稻草的光降解速率相近。利用红外光谱法测定天然稻草与环氧氯丙烷改性稻草在光降解前后的结构变化,发现天然稻草与环氧氯丙烷改性稻草在光降解过程中脂肪族化合物进行了分解,并且这一过程伴随着脱甲基反应的发生。与此同时,纤维素、半纤维素、糖类及其它碳水化合物也进行了分解,并且有无机物SiO2的形成。利用质谱法测定天然稻草与环氧氯丙烷改性稻草的光降解产物,发现天然稻草和环氧氯丙烷改性稻草的光降解产物非常复杂。与标准质谱图比较,可知天然稻草在光降解过程中可能生成这5种化合物：C9H20、C8H14、C9H16、C10H20O和C12H24O；而环氧氯丙烷改性稻草在光降解过程中生成的降解产物比天然稻草的降解产物更复杂,可能生成这24种化合物：C9H20、C10H22、CnH2n（n为6-11、13、14）、CnH2n+2O（n为7、9-13）和CnH2n-2O（n为4、6-11、13）。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的意义以及内容简述
• 1.1.1 本课题研究的意义
• 1.1.2 本课题研究内容
• 1.2 稻草中主要成分
• 1.2.1 秸秆的组成
• 1.2.2 稻草的主要组成物
• 1.3 天然纤维素的降解及生物降解的研究进展
• 1.3.1 纤维素的降解
• 1.3.2 天然纤维素为基质的生物降解材料的研究进展
• 1.4 纤维素的降解方式
• 1.4.1 化学降解
• 1.4.2 热降解
• 1.4.3 机械降解
• 1.4.4 光降解
• 1.4.5 生物降解
• 1.4.6 光-生物双降解
• 第2章 光降解性能测试
• 2.1 试验材料和仪器
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验仪器
• 2.2 试验步骤
• 2.2.1 试样的制备
• 2.2.2 QUV/basic老化试验箱的使用
• 2.2.3 试验步骤
• 2.3 试验测试方法
• 2.3.1 红外光谱分析
• 2.3.2 质谱分析
• 2.4 试验结果与分析
• 2.4.1 光降解过程中试样失重结果分析
• 2.4.2 光降解的红外光谱的变化
• 2.4.3 光降解的质谱分析
• 第3章 生物降解性能测试
• 3.1 试验材料和仪器
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验仪器
• 3.2 试验步骤
• 3.2.1 接种源的制备
• 3.2.2 培养液的制备
• 3.2.3 试验步骤
• 3.3 试验检测方法
• 3.3.1 实验仪器和试剂
• 3.3.2 稻草生物降解过程中葡萄糖含量的测定
• 3.3.3 测定细菌的实验方法
• 3.4 试验结果与分析
• 3.4.1 生物降解过程中葡萄糖含量的变化
• 3.4.2 生物降解后细菌图片分析
• 3.4.3 生物降解失重率的变化
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文