堿木素接枝物的合成及其在廢水處理過程中的應(yīng)用.pdf

1、木素作為植物界三大主要組成成分之一，含量豐富，是豐富的天然有機高分子化合物。而堿木素作為制漿造紙工業(yè)的副產(chǎn)品，其產(chǎn)量也很驚人。黑液當(dāng)中含有大量的木素，若將黑液直接排放，不僅會破壞水體自身環(huán)境平衡，給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，而且還會造成嚴(yán)重的資源浪費。因此不論是從環(huán)保角度還是從固體廢棄物的資源化利用方面，開發(fā)木素的有效利用途徑已經(jīng)成為有非常大社會效益和經(jīng)濟利益的課題。
　　本論文以制漿副產(chǎn)物-堿木素為原料，對其進行了陽離子化改性并將其

2、用于絮凝處理高嶺土廢水的研究。研究中進行了木素原料的提純及性能分析，系統(tǒng)探討了在堿性條件下，CHPTAC（3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨）為陽離子醚化劑，溶液環(huán)境中和半干法環(huán)境中陽離子麥草和楊木堿木素接枝物的制備，詳細分析了各影響因素對陽離子木素接枝物性能的影響，利用元素分析、FTIR（傅里葉紅外光譜分析）、1H-NMR（核磁氫譜分析）、ESEM(環(huán)境掃描電子顯微鏡)以及TGA(熱失重分析)對堿木素及其接枝產(chǎn)物進行了結(jié)構(gòu)及性能分析。此外

3、，還系統(tǒng)研究了陽離子木素接枝物用作絮凝劑對高嶺土懸濁液的處理效果，并詳細探討了木素接枝物用量、絮凝時間、沉淀時間、pH、溫度等對絮凝效果的影響以及相關(guān)機理。
　　木素原料的提純研究表明，提純后的麥草堿木素和楊木堿木素中水分含量分別為5.17％、4.23%，灰分含量分別為6.32%、2.61%，氮含量分別為0.68%、0.89%。
　　陽離子麥草堿木素和楊木堿木素接枝物的制備研究表明，對于濕法合成麥草木素接枝物、楊木木素接枝物

4、來說，最佳反應(yīng)條件為：陽離子醚化劑CHPTAC添加量1.3g，NaOH與CHPTAC的摩爾比為1.00，反應(yīng)時間為3h，反應(yīng)溫度為40℃。在該工藝條件下，其接枝物氮含量分別為2.64%和2.25%，電荷密度分別為1.5mmol/g和1.35mmol/g。當(dāng)利用半干法合成木素接枝物時使用少量的CHPTAC可基本達到相同的實驗結(jié)果。
　　通過FTIR、1H-NMR、ESEM、TGA分析表明麥草、楊木堿木素均和陽離子醚化劑CHPTAC發(fā)

5、生了接枝反應(yīng)，含有季銨基官能團的CHPTAC被成功接枝到麥草堿木素和楊木堿木素上。
　　陽離子木素接枝物用于處理高嶺土廢水研究表明，當(dāng)利用麥草木素接枝物、楊木木素接枝物來絮凝5g/L的高嶺土懸濁液時，木素接枝物最佳添加量為0.3g/L，最佳絮凝時間為30min，最佳沉淀時間是30min左右，并且絮凝效果隨著溶液pH的降低而增加，隨著絮凝體系溫度的降低顯著升高。通過絮凝前后高嶺土顆粒的光學(xué)顯微鏡分析和傅里葉紅外光譜分析可知帶有負電荷