本文關(guān)鍵詞：蔗渣纖維素生物膜載體的制備與性能研究

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【摘要】：蔗渣纖維素是一種來(lái)源廣泛,產(chǎn)量豐富的生物質(zhì)資源,其具有對(duì)環(huán)境友好、可持續(xù)、可降解及可再生等諸多優(yōu)點(diǎn)。由于纖維素分子具有多羥基的結(jié)構(gòu),因此可以運(yùn)用物理、化學(xué)及復(fù)合法進(jìn)行改性,使纖維素功能化。本課題以蔗渣纖維素為原料,氯化鋅水溶液為溶劑制備蔗渣纖維素生物膜載體,同時(shí)通過(guò)物理改性和化學(xué)交聯(lián)改性使載體具有較強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度、高孔隙率、大比表面積、較高的吸水保濕性及可控的降解性。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)蔗渣纖維素的研究較廣泛,但以氯化鋅溶液溶解蔗渣纖維素制備可降解纖維素生物膜載體的的研究仍較少。文章研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：(1)研究了蔗渣纖維素在氯化鋅溶液中的溶解性能及結(jié)構(gòu)變化。利用正交試驗(yàn)得出了溶解的最佳工藝條件為氯化鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%、纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%、反應(yīng)溫度85℃、溶解時(shí)間210 min。通過(guò)FT-IR、XRD、TGA、 SEM的測(cè)定,表明在溶解過(guò)程屬于非衍生化反應(yīng)；結(jié)晶度由65.89%降低至43.62%,纖維素晶型由Ⅰ型轉(zhuǎn)變?yōu)棰蛐�；溶解再生后蔗渣纖維素表面粗糙,由大量孔隙和裂縫出現(xiàn),且熱穩(wěn)定性下降。(2)研究了蔗渣纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)、致孔劑、強(qiáng)化纖維對(duì)載體力學(xué)性能、孔隙率、比表面積、吸水保濕性能的影響。結(jié)果表明在蔗渣纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、致孔劑與纖維素溶液比為1：4、強(qiáng)化纖維占總纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的條件下,蔗渣纖維素生物膜載體的力學(xué)性能、孔隙率、比表面積可達(dá)2.78 Mpa、75%、6.68 m2/g,同時(shí)具有較好的吸水保濕性能。(3)對(duì)制備的蔗渣纖維素生物膜載體進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),考察不同交聯(lián)度的蔗渣纖維素生物膜載體在纖維素酶溶液和實(shí)際校園湖泊水體中的降解性,研究發(fā)現(xiàn)交聯(lián)度、結(jié)晶度越大,降解性能越差。可見(jiàn)通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)載體的降解可控。
【關(guān)鍵詞】：蔗渣纖維素 氯化鋅 生物膜載體 改性 可降解
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O636.11;X703.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 纖維素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)12-15
• 1.1.1 纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)12-13
• 1.1.2 纖維素的物理結(jié)構(gòu)13-15
• 1.1.3 纖維素的理化性質(zhì)15
• 1.2 纖維素溶劑的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 衍生化溶劑16-17
• 1.2.2 非衍生化溶劑17-19
• 1.3 纖維素的改性方法19-23
• 1.3.1 物理改性法20
• 1.3.2 化學(xué)改性法20-23
• 1.3.3 復(fù)合改性法23
• 1.4 生物膜載體的研究及發(fā)展?fàn)顩r23-27
• 1.4.1 生物膜載體的作用和基本要求24-25
• 1.4.2 傳統(tǒng)生物膜載體的研究狀況25-26
• 1.4.3 新型生物膜載體的研究狀況26
• 1.4.4 纖維素載體在水處理中的應(yīng)用26-27
• 1.5 本課題的研究目的、意義與內(nèi)容27-30
• 1.5.1 本課題的研究目的、意義27
• 1.5.2 本課題的研究?jī)?nèi)容27-29
• 1.5.3 本課題的技術(shù)路線29-30
• 第二章 蔗渣纖維素的溶解及結(jié)構(gòu)研究30-44
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器30-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案31-32
• 2.2.1 氯化鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)溶解時(shí)間的影響31
• 2.2.2 反應(yīng)溫度對(duì)溶解時(shí)間的影響31
• 2.2.3 蔗渣纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)溶解時(shí)間的影響31
• 2.2.4 氯化鋅溶解蔗渣纖維素的正交實(shí)驗(yàn)31-32
• 2.2.5 蔗渣纖維素的溶解過(guò)程32
• 2.3 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法32-33
• 2.3.1 纖維素的紅外光譜分析32
• 2.3.2 纖維素的XRD分析32-33
• 2.3.3 纖維素的熱重分析33
• 2.3.4 纖維素的SEM分析33
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論33-43
• 2.4.1 氯化鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)溶解時(shí)間的影響33-34
• 2.4.2 反應(yīng)溫度對(duì)溶解時(shí)間的影響34
• 2.4.3 蔗渣纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)溶解時(shí)間的影響34-35
• 2.4.4 氯化鋅溶解蔗渣纖維素的正交實(shí)驗(yàn)分析35-36
• 2.4.5 蔗渣纖維素的溶解過(guò)程36-38
• 2.4.6 蔗渣纖維素的紅外光譜分析38-39
• 2.4.7 蔗渣纖維素的XRD分析39-40
• 2.4.8 蔗渣纖維素的熱重分析40-41
• 2.4.9 蔗渣纖維素的SEM分析41-43
• 2.5 本章小結(jié)43-44
• 第三章 纖維素生物膜載體的制備與性能研究44-58
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方案44-45
• 3.2.1 纖維素生物膜載體的制備44-45
• 3.2.2 纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)生物膜載體性能的影響45
• 3.2.3 致孔劑用量對(duì)生物膜載體性能的影響45
• 3.2.4 強(qiáng)化纖維用量對(duì)生物膜載體性能的影響45
• 3.3 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法45-47
• 3.3.1 纖維素生物膜載體孔隙率的測(cè)定45-46
• 3.3.2 纖維素生物膜載體比表面積的測(cè)定46
• 3.3.3 纖維素生物膜載體機(jī)械強(qiáng)度的測(cè)定46
• 3.3.4 纖維素生物膜載體吸水保濕性能的測(cè)定46-47
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論47-57
• 3.4.1 纖維素生物膜載體的形態(tài)結(jié)構(gòu)分析47-48
• 3.4.2 纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)生物膜載體性能影響的分析48-50
• 3.4.3 致孔劑用量對(duì)生物膜載體性能影響的分析50-53
• 3.4.4 強(qiáng)化纖維用量對(duì)生物膜載體性能影響的分析53-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 生物膜載體的改性及降解研究58-68
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器58
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案58-59
• 4.2.1 纖維素生物膜載體的交聯(lián)改性實(shí)驗(yàn)58-59
• 4.2.2 纖維素生物膜載體的降解實(shí)驗(yàn)59
• 4.3 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法59-60
• 4.3.1 纖維素生物膜載體交聯(lián)度測(cè)定59
• 4.3.2 纖維素生物膜載體降解速率的測(cè)定59-60
• 4.3.3 纖維素生物膜載體的紅外光譜圖測(cè)定60
• 4.3.4 纖維素生物膜載體的結(jié)晶度測(cè)定60
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論60-67
• 4.4.1 纖維素生物膜的紅外光譜分析60-61
• 4.4.2 纖維素生物膜的交聯(lián)度分析61-62
• 4.4.3 纖維素生物膜的降解速率分析62-65
• 4.4.4 纖維素生物膜的結(jié)晶度分析65-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 第五章 結(jié)論與展望68-71
• 5.1 結(jié)論68-69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄77

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本文編號(hào)：618904