甘蔗渣纤维素基碳气凝胶的制备及吸附性能研究
两性甘蔗渣纤维素的合成及应用研究
Ion Exchange and Adsorption 2002年6月 232 离子交换与吸附, 2002, 18(3): 232 ~ 240 ION EXCHANGE AND ADSORPTION 文章编号： 1001-5493(2002)03-0232-09两性甘蔗渣纤维素的合成及应用研究*崔志敏 朱锦瞻 罗儒显五邑大学化工系, 广东 江门市, 529020摘要： 以甘蔗渣纤维素为原料，碱化后，与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸反应，得到两性纤维素。
通过正交实验确定甘蔗渣纤维素阳离子改性的最佳工艺条件是：干纤维素1.6g ，V (异丙醇)∶V (40% NaOH)∶V (CHPTMA) = 60∶1.2∶4.5，反应时间3.5h ，反应温度45℃。
甘蔗渣纤维素阴离子改性的最佳工艺条件是：阳离子改性纤维素3.0g ，催化剂n ( Fe 2+ )∶n ( H 2O 2 ) = 1∶50，反应温度60℃，反应时间2h ，甲基丙烯酸用量为17.2ml 。
改性后的产品对酸性黄染料、阳离子翠兰染料交换吸附能力比活性炭提高了33.2%和19.7%，对Pb 2+、Zn 2+、Cu 2+、Cr 2O 72－ 的交换吸附能力比活性炭平均提高了7.4倍，对染料交换吸附速率比活性炭提高了约3.5倍，且产品再生容易，性能稳定。
关键词: 两性甘蔗渣纤维素 交换吸附 合成 中图分类号： TQ425.2 文献标示码： A1前 言虽然活性炭处理废水有一定的效果，但再生困难，成本较高。
而纤维素离子交换剂因具有较大的比表面积、成本低、交换速率快、用量少、淋洗体积小、使用方便等优点[1]，近年来引起了人们的关注。
以甘蔗渣纤维素为原料，先进行醚化反应，得到带有季铵阳离子基团的阳离子纤维素。
然后在催化剂Fe 2+－H 2O 2的存在下，与甲基丙烯酸反应，又使纤维素的分子上引入了羧基官能团，得到两性甘蔗渣纤维素。
反应如下[2~4]：(1) 纤维素碱化处理：Cell-OH + NaOH → Cell-O － Na + + H 2O(2) 甘蔗渣纤维素阳离子改性：* 收稿日期： 2002年1月6日作者简介： 崔志敏, 女(1962－), 河南省人, 系主任, 讲师.(CH 3)3N +CH 2CH CH 2Cl Cl -Na OH(CH 3)3N +CH 2CH CH 2OCl -+ HCl第18卷第3期 离 子 交 换 与 吸 附 233(3) 甘蔗渣纤维素阴离子改性：产品即可吸附金属离子、阳离子染料，又可吸附酸性染料，使其应用范围得到扩大。
纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备与性能研究
纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备与性能研究一、本文概述纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料作为一种新兴的纳米材料，近年来受到了广泛的关注和研究。
这种材料结合了纤维素气凝胶的高比表面积、多孔结构和良好的生物相容性，以及纳米复合材料的独特性能，如增强的机械强度、光学性能和电磁性能等。
这些特点使得纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料在能源、环境、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面介绍纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备方法和性能研究。
我们将概述纤维素气凝胶的基本特性和制备原理，以及纳米复合材料的基本原理和优势。
接着，我们将详细介绍纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备方法，包括材料选择、工艺流程、复合技术等。
在此基础上，我们将探讨这种复合材料的性能特点，如力学性能、热学性能、电磁性能、光学性能等，并通过实验数据验证其性能优势。
我们将展望纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料在未来的应用前景和发展方向，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个全面、深入的了解纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的平台，推动该领域的研究和发展。
二、材料制备纤维素气凝胶基多功能纳米复合材料的制备是一个复杂而精细的过程，涉及到纳米技术与高分子科学的交叉。
我们选取高质量的纤维素作为基材，通过化学方法将其转化为水溶性的纤维素衍生物，以便后续的凝胶化过程。
在这一步骤中，我们严格控制反应条件，确保纤维素的转化率高且产物稳定性好。
接下来，我们将转化后的纤维素与纳米级的功能性填料进行混合。
这些填料可以是金属氧化物、碳纳米管、或具有特殊光学、电学性质的纳米粒子。
混合过程中，我们利用高分子物理的原理，通过调控温度、压力和pH值等参数，使纤维素与纳米填料之间形成稳定的界面结合。
随后，我们将混合液进行凝胶化处理。
在这一过程中，纤维素分子链通过氢键等相互作用形成三维网络结构，同时将纳米填料均匀地分散在网络中。
我们利用特定的凝胶化技术，如冷冻凝胶化或化学凝胶化，确保气凝胶的孔结构和纳米填料的分布达到最佳状态。
一种改性甘蔗渣纤维素基复合吸附剂的制备方法[发明专利]
![一种改性甘蔗渣纤维素基复合吸附剂的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/75fdecc96394dd88d0d233d4b14e852458fb3901.png)
专利名称：一种改性甘蔗渣纤维素基复合吸附剂的制备方法专利类型：发明专利
发明人：谢新玲,马力,秦祖赠,苏通明,罗轩,张友全,纪红兵
申请号：CN202011184502.6
申请日：20201030
公开号：CN112403442B
公开日：
20220510
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种改性甘蔗渣纤维素基复合吸附剂的制备方法，属于废水处理领域，尤其涉及到对废水中重金属离子的去除。
本发明利用榨糖后的蔗渣改性多孔碳酸钙为原材料，过硫酸铵为引发剂，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，丙烯酸和丙烯酰胺为接枝单体，利用反相乳液法制备甘蔗渣纤维素基复合Pb2+吸附剂，用于废水中Pb2+除去。
该吸附剂对Pb2+有很好的去除效果，最大吸附容量达到110mg/g，并且具有有效的再生能力，循环10次过后任能达到85mg/g。
本发明以广西丰富的甘蔗渣为原材料，提取纤维素，为广西甘蔗渣的利用开辟了一个渠道，促进了广西地区经济的可持续发展。
申请人：广西大学
地址：530004 广西壮族自治区南宁市大学路100号
国籍：CN
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甘蔗渣生物质炭表征及对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性
甘蔗渣生物质炭表征及对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性作者：刘雪梅马闯吴凡赵蓓来源：《江苏农业科学》2019年第16期摘要：以甘蔗渣为原料，在普通空气下炭化，制得炭化甘蔗渣，采用扫描电镜分析（SEM）、红外光谱分析（FTIR）、比表面积和孔容分析（BET）等方法对炭化前后甘蔗渣进行表征，研究甘蔗渣生物炭对废水中Cr（Ⅵ）的吸附效果。
表征结果显示，炭化前甘蔗渣孔隙结构较少，结构较平整;炭化后甘蔗渣出现大量孔隙，比表面积大大增加。
炭化后的甘蔗渣化学结构发生了变化，产生新的官能团，吸附效果大大提高。
试验结果表明，炭化后甘蔗渣吸附废水中Cr（Ⅵ）的最佳工艺条件：吸附温度为25 ℃，初始废水pH值为2，炭化后甘蔗渣加入量为14 g/L，吸附时间为120 min，轉速为120 r/min，在此条件下处理初始浓度为50mg/L的废水时，去除率达到97.7%，最大吸附量为5.013 mg/g。
吸附热力学结果显示，Langmuir等温吸附模型能更好地反应吸附过程。
吸附动力学结果表明，该吸附过程遵循拟二级动力学方程。
关键词：甘蔗渣;空气;炭化;废水;吸附;Cr（Ⅵ）;污染治理中图分类号： O657.32;X703 ;文献标志码： A文章编号：1002-1302（2019）16-0312-05收稿日期：2018-03-29基金项目：江西省科技支撑计划（编号：20161BBF60060）;江西省自然科学基金（编号：20151BAB207009）。
作者简介：刘雪梅（1978—），女，江西吉安人，博士，副教授，主要从事环境监测和固体废物处理与处置的研究。
通信作者：马闯，硕士研究生，主要从事改性农林废弃物对重金属的吸附研究。
随着工业化水平不断提高，产生了大量对环境造成严重污染的重金属，其中铬（Cr）是一种典型的重金属元素，主要通过铬盐生产行业、电镀等人类活动进入环境当中[1-2]，对环境危害极大。
因此，水体中Cr（Ⅵ）的污染治理已迫在眉睫[1-3]。
甘蔗渣基炭材料的制备及结构和性能研究
甘蔗渣基炭材料的制备及结构和性能研究曾建;梁磊;谢晋谋;黄向阳;杨新强【摘要】以制糖工业副产品甘蔗渣为原料，通过木炭机、炭化炉制备甘蔗渣基炭材料，并研究甘蔗渣含水量、尺寸、挤出成型温度、预处理方法等对炭材料制备、性能以及炭材料微观结构的影响。
%In this paper, the carbon materials were prepared by bagasse carbonization. Effects of the preparation and performance of the carbon materials such as the bagasse water content, size, extrusion molding temperature and pretreatment method were investigated. The microstructure of carbon materials was studied by SEM.【期刊名称】《甘蔗糖业》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P48-51)【关键词】甘蔗渣;炭材料;微观结构【作者】曾建;梁磊;谢晋谋;黄向阳;杨新强【作者单位】广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316; 广东省植物纤维综合利用工程技术研究开发中心，广东广州510316; 广州市植物纤维综合利用重点实验室，广东广州510316;广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316; 广东省植物纤维综合利用工程技术研究开发中心，广东广州510316; 广州市植物纤维综合利用重点实验室，广东广州510316;广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316; 广东省植物纤维综合利用工程技术研究开发中心，广东广州510316; 广州市植物纤维综合利用重点实验室，广东广州510316;广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316; 广东省植物纤维综合利用工程技术研究开发中心，广东广州510316; 广州市植物纤维综合利用重点实验室，广东广州510316;云南康丰糖业集团有限公司，云南保山678000【正文语种】中文【中图分类】TS249.20 引言中国的森林资源一直在减少，环境日益遭到破坏，国家越来越重视生态环境保护与森林资源开发的问题。
ZNCL2活化法制备甘蔗渣生物质吸附剂吸附性能研究
摘要：为实验使用氯化锌活化碳化甘蔗渣制备生物质吸附剂，吸附浓度为30 mg/lcu2+废水。
采用正交实验探讨了活化剂zncl2的浓度、活化浸渍时间以及活化剂对甘蔗渣生物质的固液比对制备生物吸附剂的影响。
结果显示：当zncl2浓度为25 %，固液比为1∶25，浸渍时间为36h时，最佳吸附率为97.3 %。
生物质吸附剂具有甘蔗渣的纤维形貌结构和乱层石墨结构状态，其中含有丰富的孔隙，吸附孔径宽度为2.75 nm，langmuir比表面积为193.7 m2/g，单孔吸附总量为0.09 cm3/g。
关键词：氯化锌；甘蔗渣；活性炭；吸附中图分类号：x712文献标识码：a文章编号：16749944（2016）120056031引言基于有机生物质的吸附剂被称为生物质吸附剂，普遍的认为是一种大量存在于自然界、工业副产物、废弃材料或农作物的经济有效的吸附剂[1]。
开发生物质能源对温室气体减排，保障国家能源安全具有重要作用，对生态环境具有保护作用，有利于促进农村建设[2]。
生物质吸附材料具有无毒、可生物降解、不破坏生态环境等优点，拥有良好的应用前景[3]。
甘蔗渣是甘蔗制糖的主要副产品，是一种潜在的生物质资源。
据测算，我国每年有约700多万t的甘蔗渣没有进行再利用[4]，一般废弃于田野或焚烧处理，这不仅占用土地，而且对空气造成严重污染。
利用甘蔗渣制备废水生物质吸附剂既处理了农业废弃物，又能产生良好的环境效益与经济效益，是甘蔗渣废物利用的有效途径[5～7]。
一般而言，zncl2可与甘蔗渣反应而开创出丰富的孔结构，同时还能改变甘蔗渣生物质吸附剂表面官能团的类型和数量，因此本研究将采用zncl2活化法制备甘蔗渣生物质吸附剂，并研究其吸附性能。
2材料与方法2.1原料、试剂与仪器2.2实验方法2.2.1甘蔗渣制备生物质吸附剂采用正交实验的方法，以固液比、活化剂浓度、浸渍时间3个参数为考察因素制定实验方案，实验流程见图1。
2.2.2吸附剂吸附cu（ⅱ）本研究以含cu（ⅱ）废水作为吸附质考察甘蔗渣生物质吸附剂的吸附性能。
甘蔗纤维质基活性炭的制备及其吸附性能的研究的开题报告
甘蔗纤维质基活性炭的制备及其吸附性能的研究的开题报告一、研究背景活性炭是一种重要的吸附材料，具有大比表面积、孔径分布广、化学稳定性好等优点，在环境保护、食品工业、医药卫生等领域得到广泛应用。
目前，市场上的活性炭大多采用煤、木材等作为原料制备而成，但这些原料不仅资源含量少，价格较高，同时也存在污染和环境问题。
因此，寻找新型的廉价、易得、环境友好的原料制备活性炭具有重要意义。
甘蔗纤维是一种常见的植物纤维素，含有大量的纤维素和半纤维素等成分，具有较高的机械强度和生物降解性，可广泛应用于各个领域。
将甘蔗纤维制备成活性炭，不仅可以利用其丰富的资源，还可以解决传统活性炭原料的问题。
因此，研究甘蔗纤维质基活性炭的制备及吸附性能具有科学研究价值和实际应用价值。
二、研究目的本研究旨在探究甘蔗纤维质基活性炭的制备工艺，研究其吸附性能及机理，并对比分析其吸附性能与传统活性炭的差异，为甘蔗纤维制备活性炭的应用提供理论和实验依据。
三、研究内容1.综述当前国内外活性炭制备的原料和工艺，并较为详细地介绍甘蔗纤维制备活性炭的工艺流程及其特点，阐述采用甘蔗纤维制备活性炭的理论基础和优越性。
2.通过实验探究不同原料比例、炭化温度、物理激活条件等因素对甘蔗纤维质基活性炭的吸附性能的影响，寻找最佳制备工艺。
3.通过比较甘蔗纤维质基活性炭与传统活性炭的吸附性能，分析其优劣，并探究吸附机理。
四、研究意义本研究将完善活性炭制备技术体系，提高甘蔗纤维的综合利用价值，为环境保护提供新途径，推进生态造纸、生态建材等领域的发展，具有重要的理论价值和实践意义。
五、预期成果1.建立甘蔗纤维质基活性炭制备工艺流程，掌握制备技术。
2.评估甘蔗纤维质基活性炭在环境净化中的应用，发掘其更广泛的应用领域。
3.发布相关研究成果，提高我国新型环保材料研究的国际影响力。
六、研究方法通过文献调查和实验研究相结合的方式，探究甘蔗纤维质基活性炭的制备和吸附性能，并与传统活性炭进行比较。
纤维素基碳气凝胶研究进展
纤维素基碳气凝胶研究进展郭新;张建明;段咏欣【摘要】介绍了纤维素碳气凝胶原材料的主要来源及各原材料的特点,重点举例阐述可直接利用型纤维素制备纤维素基碳气凝胶材料的不同工艺方法,综合分析了纤维素基碳气凝胶作为多功能材料的一些前沿的应用研究.总结了该领域存在的挑战并展望了纤维素基碳气凝胶的发展前景.【期刊名称】《纤维素科学与技术》【年(卷),期】2017(025)001【总页数】11页(P65-74,82)【关键词】纤维素;碳气凝胶;水热处理;生物质纤维素【作者】郭新;张建明;段咏欣【作者单位】青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042;青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042;青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】O636.11碳气凝胶是一种新型轻质多孔多功能性气凝胶，孔隙率高达80%～99%，比表面积高达1500～2500 m2/g，并且其泡孔结构可通过工艺调节。
与传统的无机气凝胶（如硅气凝胶）相比，碳气凝胶具有更加优异的性能和更加广阔的应用前景。
碳气凝胶是唯一具有导电性的气凝胶，可用做超级电容器的电极材料。
作为多功能性的新材料，碳气凝胶具有相当大的市场应用前景，但由于原材料昂贵、制备工艺复杂、生产周期长、规模化生产难度大等原因导致碳气凝胶产品产量低、成本高、市场难以接受、产业化困难。
因此，一种经济环保、工艺简单、原材料来源广的制备工艺亟待探索。
从原材料来源广度方面而言，纤维素是地球上储量最丰富的有机生物质，每年产量有几百亿吨，广泛存在于植物、细菌、真菌、海洋生物中。
纤维素具有良好的生物相容性、生物可降解性、高比强度和模量等[1]，使其逐步成为制备碳气凝胶的研究热点。
纤维素原材料性能优异，以纤维素为原材料的碳气凝胶不仅可作为一种可持续发展的纳米材料和载体[2-3]，且其制备工艺日趋简单，在绿色环保材料方面将有不可估量的应用价值。
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甘蔗渣纤维素基碳气凝胶的制备及吸附性能研究
戎西林;崔葆;黄秋梅;崔美佳;程昊;冯军;黄文艺
【期刊名称】《无机盐工业》
【年(卷),期】2022(54)9
【摘要】通过对甘蔗渣进行碱/酸处理提取甘蔗渣纤维素,采用氢氧化钠/脲溶液将纤维素溶解,并通过在水中再生、冷冻干燥及在不同温度下碳化,制备具有优异疏水吸油性能的甘蔗渣纤维素基碳气凝胶。
采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X 射线衍射(XRD)、BET法比表面积、水接触角(WCA)等测试方法对制备的甘蔗渣纤维素基碳气凝胶进行分析表征,并进行不同油类和有机溶剂的吸附、解吸实验。
结果表明,制备的甘蔗渣纤维素基碳气凝胶拥有不规则的片-孔式网络状三维结构,具有轻质、高疏水、高比表面积等特性。
高温碳化不仅可以改善碳气凝胶的轻质抗压性能、比表面积和孔径,还可以增强其疏水性及吸附性能。
当碳化温度为800℃时,制备的CA-2-800表现出较好的轻质性(密度为33.4 mg/cm^(3))、高疏水性(水接触角为136°)和高比表面积(468.24 m^(2)/g)。
CA-2-800对柴油、汽油、泵油、正己烷、甲苯、三氯甲烷具有较好的吸附能力(20.2~66.3 g/g)。
吸附动力学研究表明,CA-2-800在30 s内对汽油、柴油均能达到吸附平衡,且对三氯甲烷进行10次吸附-解吸循环吸附实验仍保留97%的吸附性能。
【总页数】10页(P126-135)
【作者】戎西林;崔葆;黄秋梅;崔美佳;程昊;冯军;黄文艺
【作者单位】广西糖资源绿色加工重点实验室/生物与化学工程学院;蔗糖产业省部共建协同创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ352
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