文档介绍：中南民族大学
硕士学位论文
花生壳粉的改性及对金属离子和染料吸附行为的研究
姓名:刘勇
申请学位级别:硕士
专业:@
指导教师:李步海;孙小梅
20100501
中南民族大学硕士学位论文
第 1 章绪论
我国是一个农业大国,粮食型作物(如水稻、小麦等)和经济型作物(如大
豆、花生、棉花等)都具有一定的规模。相应的粮食加工和农副产品加工的过程
中,大量的加工残渣,如糠皮、麦麸、糟渣、玉米芯、豆荚、花生壳、棉籽壳等
被废弃,形成生态资源的浪费。目前我国农业废弃物的利用率很低乃至没有利用。
因此,在我国农业废弃物一方面成为最大的搁置资源之一,另一方面又成为巨大
的污染源[1]。农业废弃物的循环综合利用现已成为世界各国关注的焦点。
农业废弃物的利用和农业废弃物吸附剂的研究动态与进展
农业废弃物是指农业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农业居民生活排放的
废弃物的总称。农业废弃物按其来源不同可分为下述几种类型: (1)农业生产
废弃物, 主要指农田和果园残留物, 如作物或果树的秸秆或枝条、杂草、落叶、
果实外壳等、农副产品加工后的剩余物; (2)牲畜和家禽的排泄物及畜栏垫料
等; (3)农村居民生活废弃物, 包括人类粪便及生活垃圾和生活污水等[2]。
农业废弃物的利用
据报道,我国每年有10亿吨左右的种植业废弃物(秸秆、蒿草、壳蔓) 未能
很好地利用,畜禽粪便300 万吨左右,林业(锯末、刨花) 160 万吨左右[3]。农业
废弃物的循环利用, 对于缓解资源不足, 减少环境污染, 拓展农业的外部功
能, 提高农业的综合效益, 都具有重要的意义。现将国内外农业废弃物的循环
利用总结如下:
(1)用作肥料[4]。作物秸秆含有丰富的氮、磷、钾等元素,将秸秆还田,可
以改良土壤,增加产量。畜禽粪便中含有大量的有机质和植物生长必须的营养物
质,如氮、磷、钾,同时也含有丰富的微量元素,如铁、镁、硼、铜、锌等,将
其进行一系列加工处理,将其中的病原微生物、寄生虫杀灭,将有毒的物质转化、
固定后,就会成为理想的有机肥料。
(2)用作饲料[5]。农业废弃物的饲料主要是以植物纤维性废弃物秸秆类物质
为原料,将含有纤维类物质和少量的蛋白质,经过适当的技术处理,作为饲料应
用。
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花生壳粉的改性及对金属离子和染料吸附行为的研究
(3)开发为能源。利用各种农业废弃物如农作物秸秆发酵生产沼气,制备
燃料乙醇、燃料油、间接液化生产合成柴油等,显著提高了其作为能源的利用率。
(4)用于清洁油污地面。美国密西西比州ERT公司利用棉籽棉绒加工废弃
物纤维素中固有的一种细菌,制成吸收、生物降解碳氢化合物的生物活性吸收剂,
清洁人们难以清除油类溢出物的湿软地区、汽车事故地或车库。
(5)用以处理废水[6]。采用农业废弃物作为生物吸附剂处理工业废水中重金
属离子,不仅具有成本低、效率高、污泥量少、环保价值高和可回收重金属等优
点,而且还能更好地实现农业废弃物资源化利用。
农业废弃物吸附剂的研究动态与进展
农业废弃物本身就有一定的吸附效果,国内外已有直接利用农业废弃物为吸
附剂的报道:如用大豆壳吸附过氧化物[7]、茶渣来除臭[8],稻草杆吸附油脂[9]等。
除作为上述功能吸附剂外,国内外已经开始研究采用低成本、高效率、可再生的
有机质吸附剂处理废水中重金属离子和其他污染物,这些有机物质包括藻类、酵
母菌、农业废弃物及其他一些微生物残体等[10-13]。农业废弃物主要借助其生物吸
附作用以达到去除废水中重金属离子的目的。目前,研究使用的农业废弃物基本
成分主要为纤维素、半纤维素、木质素、果胶、单糖、脂质、淀粉及蛋白质等,
这些物质具有巯基、氨基、酰胺基、邻醌和羟基等各种官能团,这些官能团对重
金属离子和其他污染物都具有很强的亲和力。但直接利用农业废弃物为吸附剂,
吸附容量小,选择性低,因为农业废弃物中有纤维素以及其他成分,这些高分子
物质结构上有大量的缔合氢键,其中羟基覆盖的结构影响吸附能力。对农业废弃
物中纤维素等物质进行改性,可达到人们所预期的吸附效果,将改性后的农业废
弃物处理废水,功能性能更显著。
国内外科研工作者用不同的方法对农业废弃物中纤维素等成分进行化学改
性制得具有不同功效的吸附剂,如今这些吸附剂在生物医学[14-19]、生物化工[20-22]、
环境保护[23-29]等领域得到广泛的应用,[30]。
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具有不同功能的纤维素吸附剂
Cellulose a