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氨基化改性生物质复合材料的制备及其除磷性能开题报告

 2022-01-18 21:59:41  

全文总字数:2982字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

磷作为人类生活中必备的一种元素,主要应用于工业生产及日常生活中的洗涤剂、洗衣粉等日用品,所以工业生产以及人类的日常活动会产生大量的含磷化合物。若这些磷不经处理直接进入水体,不仅会造成水体富营养化,影响水体中的生态活动,还会对人体健康产生威胁,伤害生物体皮肤,引起呕吐、腹泻、头疼甚至中毒死亡等现象。同时,磷在人类日常生活中有着不可替代的作用,因此对于磷的处理更显得尤为重要。

小麦秸秆在我国产量大,成本低且易降解。20世纪90年代国外就有人对秸秆进行研究,将秸秆作为载体,研制出改性生物质复合材料,用于工业生产以及废水处理等。同时季胺盐化合物是典型的阳离子表面活性剂,由烷烃基碳链或芳烃基碳链取代铵根离子的氢原子形成,而小分子的季胺盐易溶于水、易起泡且无法重复利用,因此可利用乙胺、二乙胺、三乙胺再配合其他试剂对小麦秸秆进行一系列改性措施,制成水不溶性负载型氨基化生物质复合材料,可有效提高生物质除磷性能,同时可处理大量小麦秸秆,提高资源利用率。本研究拟通过设计不同氨基化改性生物质载体,并在此基础上制备氨基化改性生物质复合材料,优化材料的制备方案及工艺,表征材料的结构特征,考察材料对水中磷酸根的吸附性能及机理,从而为同类材料设计研发及水中磷根净化提供理论依据。

国内外研究现状

水体除磷的方法有很多。现阶段主要运用的除磷方法有化学法、结晶法、生物除磷法和吸附法等。

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2. 研究的基本内容

主要研究内容为通过乙胺、二乙胺、三乙胺再配合其他试剂对小麦秸秆进行三种不同改性处理,得到三种不同的氨基化生物质复合材料,探究几种不同改性材料除磷性能的差别。

(1)三种不同氨基化生物质复合材料的制备及其表征

a.乙胺改性生物质复合材料

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案:

制备三种不同氨基化生物质复合材料,对材料进行表征;研究三种材料对水体磷酸盐的吸附动力学特征、吸附等温线,研究水体中竞争离子以及水体ph值对水体中磷酸盐吸附效应的影响,同时对三种材料的吸附效果进行比较。

本课题进度:

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4. 参考文献

  1. 刘小宁,贾博宇,申锋,漆新华.金属元素改性生物质炭应用于磷酸盐吸附的研究进展[J].农业环境科学学报,2018,37(11):2375-2386.
  2. 吴露,刘锋,龙睿,罗沛,肖润林,陈向,吴金水.3种吸附剂对污水磷污染去除性能与机制比较[J].环境科学,2019,40(02):677-684.
  3. 王雄科,向垒,郑美洁,莫测辉,李彦文,赵海明,蔡全英,李慧.季胺盐化合物在水稻土中的吸附与淋溶行为[J].农业环境科学学报,2015 34(06):1115-1120.
  4. 马长英,朱琳.关于含磷洗衣粉对水污染的综述[J].西昌学院学报(自然科学版),2006(01):50-53.
  5. Xu X,Gao B,Zhao Yet al.Nitrate removal from aqueous solution by Arundo donax L.reedbased anion exchange resin[J].Journal of Hazardous Materials,2012,203-204 (none):86-92.
  6. Xu X,Gao Y,Gao B,et al.Characteristics of diethylenetriamine-crosslinkedcotton stalk/wheat stalk and their biosorption capacities for phosphate[J].Journal of Hazardous Materials,2011,192(3):1690-1696.biosorption capacities for phosphate [J].Journal of Hazardous Materials,2011,192(3):1690-1696.

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