辐照法制备秸秆阳离子絮凝剂的研究

论文摘要

我国农作物秸秆每年产量约为6亿吨，资源很丰富，但是大部分都被焚烧，仅有少部分用作工业生产，利用率很低，这样不仅给环境造成了污染，还浪费了宝贵的生物资源。因此，研究如何开发利用秸秆资源，缓解日益严重的能源危机，对实现农业可持续发展战略，具有重大的现实意义。现代工业污水处理剂，多是采用传统的化学方法合成，且操作困难、成本高、易污染和产污泥量大，因此，生产一种高效、无污染、成本低和易合成的污水处理剂对工业污水处理十分重要。本实验利用辐照的方法合成秸秆纤维素—丙烯酰胺阳离子絮凝剂，研究了以60Coγ射线为引发体系的秸秆纤维素—丙烯酰胺接枝共聚高分子絮凝剂，从溶解机理上探讨了纤维素在LiCI/极性溶剂体系中溶解性。对整个反应过程中的辐照剂量、LiCI/DMAc溶液浓度、原料—单体的配比等因素进行了研究；并将制备的阳离子絮凝剂应用在高岭土模拟污水处理和稻草浆造纸废水絮凝剂试验中。通过对水处理前后的浊度、色度和COD变化进行测试，考察了合成絮凝剂的实际效果。由此得到结论：1.秸秆纤维素—丙烯酰胺阳离子絮凝剂最佳合成条件为：丙烯酰胺用量为3g，秸秆纤维素用量为2g，150ml10%的LiCl/DMAc溶液，溶解温度100℃，辐照剂量9KGy。按照最佳条件合成的接枝共聚物接枝率可达到50%以上。2.高岭土模拟污水处理上，秸秆纤维素改性阳离子絮凝剂在pH值为5.1、投药量110mg/L时，絮凝效果最佳，浊度去除率达到63%。3.在废水的处理上，秸秆纤维素改性阳离子絮凝剂在投药量110mg/L左右，色度的去除率最高，对色度的去除率效果也最好；pH值为7时，絮凝剂对污水的COD处理效果最好，去除率达到49%；pH值为7时，投药量100mg/L左右时，絮凝剂对COD的处理效果最好，去除率达到58.7%；投药量在125mg/L左右时，剩余浊度最低，浊度去除率为65.3%，絮凝效果最好；pH值为7，接枝率为50时，剩余浊度最低，浊度去除率最高，絮凝剂对浊度的去除效果也最好，达到75%；pH值为7，胺化度为43.9%时，剩余浊度最低，浊度去除率68.1%也最高，絮凝剂对浊度的处理效果最好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 综述
• 1.1 我国农作物秸秆的开发利用现状
• 1.1.1 种（养）植业
• 1.1.2 生物质能
• 1.1.3 工业原料
• 1.2 秸秆纤维素的改性方法
• 1.2.1 农作物纤维素改性的研究发展
• 1.2.2 秸秆的组成
• 1.2.3 纤维素
• 1.2.4 纤维素的活化与溶解
• 1.2.5 纤维素的接枝共聚
• 1.3 辐射在纤维素接枝共聚中的应用
• 1.3.1 辐射源
• 1.3.2 辐射接枝的主要方法
• 1.3.3 应用
• 1.4 纤维素接枝共聚制备絮凝剂
• 1.4.1 纤维素溶解机理
• 1.4.2 反应机理
• 2 引言
• 2.1 课题立体背景及意义
• 2.2 研究内容
• 3 实验材料与方法
• 3.1 实验材料和试剂
• 3.2 主要实验仪器和设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 水稻秸秆–丙烯酰胺阳离子絮凝剂的合成
• 3.3.2 絮凝理论与作用机理（DLVO理论）
• 3.3.3 水稻秸秆–丙烯酰胺阳离子絮凝剂的定性鉴定及分析
• 4 结果与分析
• 4.1 各因素对水稻秸秆–丙烯酰胺阳离子絮凝剂接枝率的影响
• 4.1.1 单体（丙烯酰胺）与处理后过秸秆的配比（X）对絮凝剂接枝率的影响..17
• 4.1.2 LiCl/DMAc溶液浓度（Y）对阳离子絮凝剂接枝率的影响
• 4.1.3 60Coγ射线的辐照剂量（Z）对接枝率的影响
• 4.2 响应面分析
• 4.3 红外光谱分析
• 4.4 电镜扫描分析
• 4.5 纤维素—丙烯酰胺阳离子絮凝剂絮凝处理性能测试
• 4.5.1 纤维素—丙烯酰胺阳离子絮凝剂的絮凝原理
• 4.5.2 高岭土模拟污水处理测试
• 4.5.3 造纸废水处理效果测试
• 5 讨论
• 6 主要结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 硕士期间发表的论文