木质素吸附剂研究现状及进展
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84 吸附剂的应用研究现状和进展杨国华1,黄统琳1,姚忠亮3,刘明华1,2(1.福州大学环境与资源学院,福建 福州 350108;2.华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东 广州510640; 3.福建师范大学福清分校生物与化学工程系,福建 福清350300)摘 要:利用吸附法进行废水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,因此随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。
主要对活性炭、吸附树脂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂、改性木质素类吸附剂、改性壳聚糖类吸附剂以及其他可吸收污染物质的药剂、物料等吸附剂的应用研究现状和发展趋势进行综合概述。
关键词:吸附剂;吸附法;研究;综述基金项目:中国博士后基金资助项目(20070410238)和中国博士后基金特别资助项目(200801239)。
吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物,以便回收或去除它们,从而使废水得到净化的方法。
利用吸附法进行物质分离已有漫长的历史,国内外的科研工作者在这方面作了大量的研究工作,目前吸附法已广泛应用于化工、环境保护、医药卫生和生物工程等领域。
在化工和环境保护方面,吸附法主要用于净化废气、回收溶剂(特别适用于腐蚀性的氯化烃类化合物、反应性溶剂和低沸点溶剂)和脱除水中的微量污染物。
后者的应用范围包括脱色、除臭味、脱除重金属、除去各种溶解性有机物和放射性元素等。
在处理流程中,吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理,以去除有机物、胶体及余氯等,也可作为二级处理后的深度处理手段,以便保证回用水质量。
利用吸附法进行水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。
吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素,广义而言,一切固体都具有吸附能力,但是只有多孔物质或磨得极细的物质由于具有很大的表面积,才能作为吸附剂。
·木质素基吸附材料·木质素基吸附材料的研究进展杨驰1 李鹏辉1,2 魏雨濛1 王艳婷1 吴文娟1,2,*(1. 南京林业大学轻工与食品学院,江苏南京,210037;2. 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏南京,210037)摘要: 木质素是一类含量丰富的天然芳香族聚合物,是木质生物质的三大组分之一,也是制浆造纸过程中的剩余物,其资源开发潜力巨大。
因此,有效地开发木质素有助于缓解资源匮乏问题。
本文首先对木质素的分类方式、组成特性及结构特征进行了总结介绍;其次对木质素的吸附性能、理化性质及其发展前景进行综述,进而概述了国内外木质素基吸附材料的最新研究进展;最后总结了当下木质素基吸附材料领域的研究现状,并在此基础上展望了其高值化利用的前景。
关键词:木质素;复合;吸附中图分类号:TS721;X703 文献标识码:A DOI :10.11980/j.issn.0254-508X.2023.04.015Review of Lignin -based Adsorption MaterialsYANG Chi 1 LI Penghui 1,2 Wei Yumeng 1 Wang Yanting 1 WU Wenjuan 1,2,*(1.College of Light Industry and Food Engineering , Nanjing Forestry University , Nanjing , Jiangsu Province , 210037;2.Jiangsu Co -Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources , Nanjing Forestry University ,Nanjing , Jiangsu Province , 210037)(*E -mail :wenjuanwu@ )Abstract : Lignin is a kind of rich natural aromatic polymer and one of the three components of woody biomass , which is also the residue in the process of pulping , and its resource development potential is huge. Therefore , effective exploitation of lignin can help alleviate the prob⁃lem of resource scarcity. In this paper , the classification , composition , and structural characteristics of lignin were summarized. Secondly , the adsorption properties , physicochemical properties , and development prospects of lignin were reviewed , and the latest research progress of lignin -based adsorption materials at home and abroad was also summarized. Finally , the current research status in the field of lignin -basedadsorption materials was concluded , and the prospect of high -value utilization of lignin -based adsorption materials was prospected.Key words : lignin ; composite ; adsorption当前工业经济发展迅猛,产生的工业废水对土壤和水资源的污染日益严重[1],主要分为无机工业废水和有机工业废水。
木质素衍生吸附材料及其在废水处理中的应用研究进展木质素衍生吸附材料及其在废水处理中的应用研究进展摘要:近年来,随着环境污染的日益严重,废水处理和净化已成为重要的社会问题。
传统的废水处理方法存在诸多限制和不足,因此开发新的高效、环保的废水处理技术迫在眉睫。
木质素衍生吸附材料因其独特的结构和化学性质被广泛应用于废水处理中。
本文综述了木质素衍生吸附材料在废水处理中的研究进展,包括材料的制备方法、吸附机制以及应用案例等。
研究表明,木质素衍生吸附材料具有较高的吸附能力和选择性,能有效去除废水中的有机物、重金属离子和染料等污染物。
此外,将木质素衍生吸附材料与其他处理技术相结合能进一步提高废水处理效果。
然而,目前的研究还存在一些问题,如材料的合成方法不够简便、吸附材料的再生和回收困难等。
因此,今后的研究应该集中在改进制备方法、提高吸附性能以及考虑环境可持续性等方面。
关键词:木质素衍生吸附材料;废水处理;吸附能力;选择性;再生1. 引言废水处理是解决环境污染问题的关键步骤之一。
传统的废水处理方法包括生物法、化学法和物理法等,但这些方法存在着一些缺点,如处理周期长、成本高、产生二次污染等。
因此,开发新的高效、环保的废水处理技术已成为研究的热点。
2. 木质素衍生吸附材料的制备方法木质素是存在于植物细胞壁中的一类复杂有机化合物。
通过化学修饰和功能化处理,可以获得各种木质素衍生物。
木质素衍生吸附材料的制备方法主要包括物理混合法、共沉淀法、原位聚合法和化学修饰法等。
3. 木质素衍生吸附材料的吸附机制木质素衍生吸附材料具有多孔结构和大的比表面积,可以通过物理吸附和化学吸附两种机制去除废水中的污染物。
物理吸附是通过材料与污染物之间的弱相互作用力,如范德华力和静电吸引力等,实现吸附。
化学吸附是通过材料与污染物之间的化学反应发生物理改变,从而实现吸附。
4. 木质素衍生吸附材料在废水处理中的应用木质素衍生吸附材料在废水处理中被广泛应用于有机物的去除、重金属离子的吸附和染料的去除等方面。
改性木质素吸附剂和水热活化碳去除Cr (VI )的研究进展凌莉1,佘雕2*(1.陕西省农业检验检测中心,西安710003;2.西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100)摘要:工业化的迅速发展,导致水体中的重金属污染日益严重,不仅对自然环境的可持续发展提出了严峻考验,也严重威胁着人类的健康。
治理铬[Cr (VI )]污染的众多方法中,吸附法因其环保、高效、可循环再生、无二次污染等优点,被认为是一种极具应用前景的方法。
木质素碳和水热活化法获得的碳材料中均含有大量官能团,对去除废水中的Cr (VI )具有巨大潜力。
本文综述了改性木质素基吸附剂和水热活化碳去除Cr (VI )的研究进展及存在的问题,展望了提高吸附剂吸附效率的方法和实现吸附剂工业化应用的途径。
关键词:木质素;水热活化;Cr (VI );吸附剂中图分类号:X52文献标志码:A文章编号:2096-2347(2023)02-0001-07收稿日期:2023-01-27基金项目:晋陕蒙能源区风化煤与生物质资源化利用及产业化(KFJ-STS-QYZD-177);宁南山区柠条生物质高效转化利用(XAB2018A05)。
作者简介:凌莉,高级工程师,硕士,主要从事农业环境监测及农业环境保护研究。
E-mail:*****************通信作者:佘雕,研究员,博士,主要从事农林生物质资源转化及土壤环境研究。
E-mail:*************** 引用格式:凌莉,佘雕.改性木质素吸附剂和水热活化碳去除Cr (VI )的研究进展[J].三峡生态环境监测,2023,8(2):1-7.Citation format:LING L,SHE D.Research progress on Cr (VI)removal by modified lignin adsorbent and hydrothermal activated carbon[J].Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges ,2023,8(2):1-7.Research Progress on Cr (VI)Removal by Modified Lignin Adsorbent andHydrothermal Activated CarbonLING Li 1,SHE Diao 2*(1.Shaanxi Agricultural Inspection and Testing Center ,Xi ’an 710003,China;2.Institute of Soil and Water Conservation,NorthwestA&F University,Yangling 712100,China )Abstract:The rapid development of industrialization has led to increasingly serious heavy metal pollution in water bodies,which not only poses a severe test for the sustainable development of the natural environment but also seriously threatens human health.Among the methods for treating Cr (VI)pollution,adsorption is considered as a very promising method because of its advantages of environmental protection,high efficiency,recyclable regeneration,and no secondary pollution.Both lignin-based adsorbent and car⁃bon materials obtained by hydrothermal activation contain a large number of functional groups,which have great potential for the re⁃moval of Cr (VI)from wastewater.This paper reviewed the research progress and existing problems of Cr (VI)removal by modified lignin-based adsorbents and hydrothermal activated carbon and prospected methods to improve the adsorption efficiency of adsor⁃bents and the ways to realize the industrial application of adsorbents.Key words :lignin;hydrothermal activation;Cr (VI);adsorbent化工、电镀和冶金等行业的蓬勃发展导致大量重金属排放,严重污染水体和土壤,并且重金属可通过食物链的迁移积累对人类健康造成巨大危害[1]。
木质素衍生吸附材料及其在废水处理中的应用研究进展木质素衍生吸附材料及其在废水处理中的应用研究进展摘要:近年来,随着工业化进程的加快和人们对环境保护意识的增强,废水处理技术研究变得越来越重要。
作为一种新型吸附材料,木质素衍生吸附材料具有较强的去除废水中重金属离子、有机物及其他污染物的能力。
本文将对木质素衍生吸附材料的制备方法、吸附机理及其在废水处理领域中的应用进行全面的综述。
一、引言废水处理是环境保护中的重要环节,不合理的处理方式会造成水污染和资源浪费。
因此,研究高效、环保的废水处理技术至关重要。
而木质素衍生吸附材料作为一种新型吸附剂,具有结构独特、吸附能力强等特点,在废水处理中具有广阔的应用前景。
二、木质素衍生吸附材料的制备方法制备木质素衍生吸附材料的方法有很多种,常见的包括化学修饰法、物理处理法和生物转化法。
化学修饰法通过对木质素分子进行修饰,改变其表面性质,提高吸附性能。
物理处理法主要包括超声波处理法、离子注入法等,通过物理手段改善吸附材料的结构和性能。
生物转化法则是利用微生物在合适的条件下对木质素进行降解和修饰,形成吸附材料。
三、木质素衍生吸附材料的吸附机理木质素衍生吸附材料的吸附机理主要包括化学吸附、物理吸附和生物吸附。
化学吸附是指吸附剂与被吸附物之间发生化学反应,形成稳定的化合物。
物理吸附是指吸附剂与被吸附物之间存在弱的相互作用力,如范德华力等。
而生物吸附则是指利用微生物对废水中有机物进行吸附和转化。
四、木质素衍生吸附材料在废水处理中的应用木质素衍生吸附材料已广泛应用于废水处理中,主要应用领域包括重金属离子的去除、有机物吸附和水体净化等。
其中,对重金属离子的吸附能力较强,可用于重金属废水的处理和回收。
在有机物吸附方面,木质素衍生吸附材料对苯酚、酚类有机物等具有高度选择性。
此外,木质素衍生吸附材料还可以用于水体净化,有效去除水中的悬浮物质、颜色和异味。
五、总结与展望木质素衍生吸附材料作为一种新型吸附剂,在废水处理领域发挥着重要作用。
木质素类吸附剂去除重金属离子实验研究利用有机溶剂制浆法中产生的有机溶剂木质素为主体原料,用于重金属离子的富集和废水处理,达到材料与生态环境的和谐。
本研究从木质素的吸附性能及各种实验条件对其吸附性能的影响进行研究。
有机溶剂木质素吸附剂对金属离子的静态吸附实验表明:木质素吸附剂对Cu2+、Pb2+和Cd2+具有很好的吸附效果,在实验条件下,对上述金属离子的静态吸附量分别达到了27.42 mg·g-1、99.5 mg·g-1、32.7 mg·g-1。
并且具有很好的解吸再生能力用浓度为0.1mol·L-1的HCl 溶液对吸附后的有机溶剂木质素处理仅10min后,木质素对Cu2+和Pb2+的解析率分别为33.19%和71.8%,解吸后的木质素对1mmol·L-1的Cu2+和Pb2+的吸附率高达82.06%和93.63%。
研究结果不仅为有机溶剂木质素吸附重金属研究提供基础数据,并对重金属废水处理提供有益的借鉴。
1 引言吸附法处理重金属废水具有适应范围广、处理效果好、可回收有用金属以及吸附剂可重复使用等优点。
研究内容主要包括有机溶剂木质素的静态吸附解吸实验,计算吸附率、吸附量、解析率和再生吸附量;有机溶剂木质素的等温吸附实验,计算出吸附平衡浓度和吸附剂的平衡吸附量,然后用Langmuir和Freundlich 吸附等温式来解释木素吸附剂的吸附情况,计算饱和吸附量;有机溶剂木质素的吸附条件优化,包括pH、吸附时间和吸附质的初始浓度对木质素吸附剂吸附效果的影响。
有机溶剂木质素吸附剂的吸附效果与吸附质溶液的pH值、吸附时间、吸附质的初始浓度相关,增加溶液pH值、延长吸附时间、增加吸附质浓度有利吸附。
有机溶剂木质素吸附剂,木质素原料来源充足,制备简单,费用低廉,且对重金属的吸附效果好,为木质素类吸附剂去除重金属离子提供了一种新的材料。
2有机溶剂木质素吸附剂的性能测试本研究分别对pH、吸附时间、金属离子初始浓度三种影响有机溶剂木质素吸附效果的因素进行选择优化。
China Pulp &Paper Vol.40,No.1,2021·木质素基吸附剂·木质素基吸附剂的研究进展张召慧吴朝军*于冬梅丁其军朱亚崇(齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室,山东济南,250353)摘要:木质素是具有三维无定型结构的天然高分子聚合物,以木质素为原料制备的木质素基吸附剂是木质素增值利用的重要途径之一。
通过改性、复合等手段制备的生物炭、微球、凝胶等类型木素基吸附剂在工业废水处理方面有着广泛的应用。
本文综述了木质素纤维化处理、制备活性炭、磁化处理等未改性木质素基吸附剂,胺化、磺化、酯化、接枝、共聚等手段处理的改性木质素基吸附剂以及与壳聚糖、甲壳素、TiO 2、SiO 2等物质复合制备的木质素基复合材料吸附剂的研究进展,并对木素基吸附剂的应用前景进行了展望。
关键词:木质素;吸附剂;重金属离子;工业废水;废水处理中图分类号:TS79;X793文献标识码:ADOI :10.11980/j.issn.0254-508X.2021.01.014Research Progress in the Preparation of Lignin -based AdsorbentsZHANG Zhaohui WU Chaojun *YU Dongmei DING Qijun ZHU Yachong(State Key Lab of Bio -based Material and Green Papermaking ,Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences ),Ji ’nan ,Shandong Province ,250353)(*E -mail :chaojunwu2007@ )Abstract :Lignin is a highly aromatic hydrocarbon compound with a three -dimensional amorphous structure.The preparation of lignin -based adsorbents using lignin as raw material is one of the important ways of lignin value -added utilization.Biochar ,microspheres ,gels and other types of lignin -based adsorbents have been prepared through modification ,compounding ,etc.and have wide applications in industrial wastewater treatment.This article reviews the research progress of the unmodified lignin adsorbents such as lignin fibration ,preparation of activated carbon ,and magnetization ,and the modified lignin -based adsorbents treated with amination ,sulfonation ,esterification ,grafting ,copolymerization ,etc ,as well as the composite lignin -based adsorbent materials prepared by compounding with of glycan ,chitin ,TiO 2,SiO 2and other substances.Finally the potential application of lignin -based adsorbents are prospected.Key words :lignin ;adsorbent ;heavy metal ion ;industrial wastewater ;wastewater treatment随着社会城市化和工业化的不断发展,所产生的环境问题也愈发严重,水污染是当今环境问题中最严重的问题之一,其中工业水污染更是占了很大比例。
木质素基吸附剂的制备研究摘要:针对水样,我们分别采用减压蒸馏法、混凝沉淀法和减压浓缩液稀释沉降法处理原液分离木质素。
结果表明,减压蒸馏法和混凝沉淀法各有不足。
关键词:絮凝剂,助凝剂,木质素。
1、引言木质素又称木素,是世界上唯一能提供可再生芳基化合物的非石油资源,在数量上是仅次于纤维素的第二大天然高分子材料(1~2)。
作为地球上最丰富的可再生资源之一 ,木质素是制浆造纸工业的副产物 ,若得不到充分利用 ,变成了制浆造纸工业中的主要污染源之一 ,则不仅造成严重的环境污染 ,而且也造成资源的重大浪费。
因此 ,如何有效利用好木质素这种可再生资源已成为科研工作者研究的出发点。
木质素吸附剂是木质素高值化利用的一个新起点 ,可用于环保、生物、医药、冶金、电镀、材料等领域 ,具有广阔的前景。
本文主要介绍近年来吸附剂的研究状况 ,其中包括木质素吸附剂的研制及其应用情况 ,并探讨了木质素吸附剂的发展趋势。
木质素含有多种活性官能团,如羟基、羰基、羧基、甲基及侧链结构。
其中羟基在木质素中存在较多,以醇羟基和酚羟基两种形式存在,而酚羟基的多少又直接影响到木质素的物理和化学性质,如能反映出木质素的醚化和缩合程度,同时也能衡量木质素的溶解性能和反应能力;在木质素的侧链上,有对羟基安息香酸、香草酸、紫丁香酸、对羟基肉桂酸、阿魏酸等酯型结构存在,这些酯型结构存在于侧链的α位或γ位。
在侧链α位除了酯型结构外,还有醚型连接,或作为联苯型结构的碳-碳联结。
同酚羟基一样,木质素的侧链结构也直接关系到它的化学反应性。
1、韩冬、沈平平,表面活性剂驱油原理及应用(M),北京:石油工业出版社,2001.82、邬义明,植物纤维素化学(M),北京:中国轻工业出版社,1995.72、实验部分2.1仪器与试剂仪器:(蒸馏);60目筛网;恒温箱;研钵;恒温磁力搅拌器;不同容量试管若干;不同容量烧杯若干;试剂:聚合氯化铝(PAC),阳离子聚丙烯酰胺(PAM),水样,2.2混凝法处理原液分离木质素实验步骤:(1)分别在10个100mL烧杯中加入黑液;(2)分别向10个烧杯中加入0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL、0.6 mL、0.7 mL、0.8 mL、1.0 mL、1.2mL聚合氯化铝(PAC),再加入6mLPAM搅拌8min后静置,观察絮体大小,沉降速度,上清液的清晰度,以确定最佳PAC 用量。
木质素基吸附剂制备及应用研究进展木质素基吸附剂制备及应用研究进展摘要:随着环境污染问题的加剧,吸附技术在废水处理中得到了广泛应用。
木质素基吸附剂作为一种新型的环境友好材料,以其优异的吸附性能备受研究者的关注。
本文从木质素基吸附剂的制备方法及其在废水处理、气体吸附以及重金属去除等领域的应用进行了综述。
1. 引言随着工业化进程的加快,环境问题日益突出,废水中的有机污染物、重金属离子和废气中的有害气体对环境和人类健康造成威胁。
传统的废水处理方法往往存在效率低、设备大、耗能高等问题。
因此,研究新型吸附材料用于废水处理成为一种重要的研究方向。
2. 木质素基吸附剂的制备方法木质素基吸附剂由天然的木质素材料经过一系列化学改性或物理处理制备而成。
常用的制备方法包括酸处理、碱处理、接枝改性和混杂改性等。
这些方法可以改变木质素结构和表面性质,提高其吸附性能。
3. 木质素基吸附剂在废水处理中的应用木质素基吸附剂在废水处理中具有很高的吸附能力和选择性,可以有效去除废水中的有机物和重金属离子。
研究发现,木质素基吸附剂可以通过吸附、离子交换和膜分离等机制实现对污染物的去除。
此外,木质素基吸附剂具有较好的再生性能,可以重复使用。
4. 木质素基吸附剂在气体吸附中的应用木质素基吸附剂不仅可用于废水处理,还可以应用于气体吸附领域。
木质素基吸附剂对有害气体如二氧化硫、甲醛和苯等具有很高的吸附能力。
此外,木质素基吸附剂还可以用于室内空气净化,能够有效去除可挥发性有机化合物和异味物质。
5. 木质素基吸附剂在重金属去除中的应用重金属污染是当前环境问题的重点之一。
木质素基吸附剂由于其特殊的结构和吸附性能,可以有效地去除废水中的重金属离子。
研究表明,木质素基吸附剂的吸附性能受到pH值、温度、离子强度等因素的影响。
通过调节反应条件可以优化吸附效果。
6. 结论木质素基吸附剂以其优异的吸附性能在废水处理、气体吸附和重金属去除等领域得到了广泛应用。
然而,目前的研究还面临着制备方法简化、吸附效果提高以及再生利用等问题。
毕业论文( 2012届 )课题名称:木质素的研究进展专业:生物化工工艺2012年3 月目录摘要 (2)Abstract (3)第一章木质素的结构和分类 (4)1.1 木质素的元素组成及结构 (4)1.1.1 木质素的元素组成 (4)1.1.2 木质素的结构 (4)1.2 木质素的化学特性 (4)1.3 工业木质素 (4)第二章木质素的工业应用领域 (5)2. 1 木质素在化肥领域的应用 (5)2. 2 木质素在高分子材料中的应用 (6)2. 2. 1 在橡胶工业中的应用 (6)2. 2. 2 在塑料工业中的应用 (7)2. 2. 3 在聚氨酯工业中的应用 (7)2. 2. 4 在黏合剂方面的应用 (8)2. 3 木质素吸附剂 (9)2. 4 小结 (11)第三章木质素在生物科技方面的发展 (11)3.1 木质素降解菌株和降解酶的研究 (11)3.2 木质素合成的基因调控研究 (13)3.3 其他酶和小分子物质的研究 (14)3.4 小结 (15)第四章展望与总结 (16)参考文献: (17)致谢 (21)木质素的研究进展摘要 :介绍了木质素的来源、元素组成、化学结构及分类 ,综述了木质素在农业、高分子化学及吸附剂领域的研究现状 ,对木质素应用研究的未来趋势行了分析和论。
人类利用木质素已有几千年的历史 ,真正开始研究木质素则是在 1930年以后 ,而且至今木质素还没有得到很好的利用因此 ,有效利用木质素 ,减少环境污染已成为当前研究的热点和难点问题。
目前 ,对木质素的利用已积累了一些技术和方法 ,但利用率不足 10% ,大部仍以废物形式排出 ,污染环境 ,浪费资源。
随着人们对生态环境问题的日益重视 ,木质素的利用将成为人类“可持续发展战略”的一个重要组成部分 ,并形成环保节能、自然资源的综合利用及闭路循环技术等涉及多个方面的一项系统工程。
对生物法处理木质素进行了简要概述,包括微生物降解、生物法酸析提取木质素以及生物法纯化木质素的效果及其研究进展。