改性玉米芯吸附材料的研制與應(yīng)用.pdf

1、玉米是我國產(chǎn)量最大的糧食作物之一，屬旱地農(nóng)作物，隨著套種技術(shù)的發(fā)展和種植面積的擴大，玉米的產(chǎn)量逐年增加。目前玉米芯的主要用途是用于生產(chǎn)木糖，進(jìn)而生產(chǎn)糠醛、木糖醇等物質(zhì)，但大多數(shù)玉米芯依然沒有得到充分的利用，不僅造成了資源的浪費，而且造成了很大程度上的環(huán)境污染問題。玉米芯的表面以及內(nèi)部有很多細(xì)微孔，同時含有羧基、氨基、苯環(huán)等活潑性化學(xué)基團(tuán)，因此能夠?qū)χ亟饘佟喯跛猁}等進(jìn)行有效的吸附。此外，通過化學(xué)改性可以提高玉米芯的吸附作用。所以，開展改

2、性玉米芯吸附材料的研制與應(yīng)用具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　目前國內(nèi)外多數(shù)專家只針對某一種改性方法進(jìn)行了研究，用多種方法對玉米芯進(jìn)行改性的研究較少。本課題建立了基于酸化和氨化的改性方法，通過改性研制出了高效的改性玉米芯吸附材料，并將其進(jìn)行了應(yīng)用。取得了以下研究成果：
　　1.不同吸附材料的對比研究中，達(dá)到吸附平衡時，玉米芯、玉米秸稈、樹枝、甘蔗渣、花生殼、硅膠、分子篩、吸氨石、椰殼活性炭對水中亞硝酸鹽的去除率分別為52.00

3、％，35.50%，19.00%，24.00%，28.50%，28.50%，14.50%，20.50%，3.50%，6.50%，玉米芯的吸附效果最好；采用1.0mol/L的磷酸溶液將部分材料做了改性處理后，改性玉米芯對亞硝酸鹽的去除率為71.40%，比改性前提高了19.40%；改性樹枝為33.70%，比改性前提高了14.70%；改性花生殼為45.30%，比改性前提高了16.80%；改性甘蔗渣為35.20%，比改性前提高了11.20%。

4、r>　　2.玉米芯改性方法的創(chuàng)新性研究中，用磷酸、硝酸、檸檬酸酸化后，玉米芯對亞硝酸鹽的去除率分別為88.10%，42.80%，41.70%，磷酸的效果最好；本課題首次將氨化應(yīng)用于玉米芯的改性過程中，最佳改性條件為：氨水濃度為0.020mol/L，磷酸濃度為0.60mol/L，氨化時間為3h，酸化時間為3h條件下，對玉米芯進(jìn)行先氨化再酸化。
　　3.改性玉米芯的吸附試驗研究中，最佳吸附試驗條件：溫度為40℃，投加量為6.0g，溶液

5、初始濃度為2.0ug/mL，pH為6~7；Al3+、Cu2+等離子干擾對于改性玉米芯進(jìn)行亞硝酸鹽吸附試驗影響不大。另外，F(xiàn)TIR光譜分析和SEM電鏡掃描的結(jié)果表明，通過改性，玉米芯中引入了-OH、-NH2等活性基團(tuán)，且表面比未改性的玉米芯變得粗糙、疏松而多孔，此種表面結(jié)構(gòu)更有利于對亞硝酸鹽的吸附。
　　4.改性玉米芯的應(yīng)用中，粒徑大小為3.0-5.0 mm的改性玉米芯最適合制作濾芯，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為7層隔板狀的濾芯凈化效果最好。改性玉米

6、芯凈水濾芯的最大凈水量為34344L；最長使用周期為140天；達(dá)到使用周期的濾芯經(jīng)再生后，對水中亞硝酸鹽和Cr（VI）的去除率分別為95.58%和98.57%，分別比再生前提高了17.23%和15.40%。將改性玉米芯應(yīng)用于自制的凈化裝置，20min時，其對腌菜、隔夜菜和久置的涼拌菜中亞硝酸鹽的去除率分別為60.02%，57.58%，65.73%。
　　綜合研究表明，用改性玉米芯做成的凈水濾芯具有凈水量大、使用周期長、可再生等優(yōu)點