水铁矿负载甘蔗渣吸附磷酸根开放性综合化学实验

采用原位沉淀法制备了对磷酸根有较好吸附性能的水铁矿负载甘蔗渣复合吸附剂。通过扫描电镜-X射线能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、Zeta电位等手段对负载甘蔗渣吸附剂进行了表征,同时考查了水铁矿负载甘蔗渣吸附剂对磷酸根吸附的行为和机理。结果表明负载后的甘蔗渣对磷酸根的吸附量提高显著,吸附可在30 min内达到平衡,等温吸附线符合Langmuir模型,动力学曲线符合准二级模型,负载吸附剂对废水中磷的去除率高达99.8%。该研究可作为工业分析、应用化学、环境工程等专业高年级的综合化学实验,有利于提升学生的研究兴趣,培养学生将理论知识运用于实际的能力,激发学生的创新能力。     

Ca1-xPrxFeO3催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物

采用溶胶-凝胶法合成了一系列镨掺杂的铁酸钙氧化物(Ca_1-xPr_xFeO₃, 简称CPF-x), 优化了其焙烧机制, 研究了其对甘蔗渣木质素(BL)的催化热解作用, 考察了其再生性能. 研究结果表明, CPF-x适宜的合成及焙烧参数分别为: x=0.5, 焙烧温度为800 ℃, 焙烧时间为6 h, 在该条件下得到的CPF-0.5-800-6呈立方晶相, 为疏松多孔结构; 掺杂Pr后, 其比表面积提高了近3倍. CPF-0.5-800-6对BL催化热解最佳工艺参数为: m(CPF-0.5-800-6)∶m(BL)=1∶3, 热解温度为650 ℃, 液相收率最大可达20.73%, 其中主要产物为紫丁香酚类、 苯酚类及愈创木酚类, 其总选择性为63.21%. 以CPF-0.5-800-6为催化剂, 紫丁香酚类化合物选择性由20.60%增大到29.59%, 实现了提高BL催化热解中某种单酚化合物的选择性. CPF-0.5-800-6经5次催化热解-再生循环反应后, 仍具有良好的反应活性和结构稳定性.     

离子液体预处理生物质提高糖化产率

采用酶解糖化法检测离子液体EmimAc和AmimCl对生物质(甘蔗渣和桉木)的预处理效果,考察了温度、时间和固/液质量比对离子液体预处理效果的影响。 结果表明, 2种离子液体对2种生物质的最佳预处理温度均为140 ℃,固液质量比均为1∶15,EmimAc对桉木和甘蔗渣的预处理时间分别是12和4 h,而AmimCl所需的时间分别是14和8 h,EmimAc对桉木和甘蔗渣的预处理效果分别是传统方法的13.931和3.886倍,而AmimCl对这2种生物质分别是传统方法的4.665和2.835倍。 可见EmimAc的预处理效果优于AmimCl。     

“燃烧热的测定”实验的地区性绿色化设计及实践*——以广西高校为例

为了能科学地开发广西生物质资源以实现其高效利用,对这些生物质的燃烧热进行精确测定意义重大。将广西优势生物质资源甘蔗渣、玉米芯等用于物理化学实验教学既提高了学生的学习积极性,更重要的是实现了教学与地方经济社会发展对接,培养了学生社会责任感和可持续发展的意识。     

CaZr1-xFexO3催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物

采用固相反应法制备了一系列钙钛矿型混合离子电子导体CaZr_1-xFe_xO₃(CZFO-x, x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0). 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)对其晶型、 形貌和金属赋存价态进行了表征. 采用热重分析仪(TG)测试了其催化苷蔗渣木质素(BL)热解性能, 并采用固定床微型反应器对其催化热解BL制备酚类化合物性能进行了评价, 利用气相色谱/质谱(GC/MS)对BL催化热解的气相和液相产物进行分析. 研究结果表明, CZFO-x呈粒状或层状致密结构, 随着Fe掺杂量的增加, 其特征衍射峰强度增大, 且衍射峰位置向大角度偏移, 晶胞体积及晶粒尺寸减小. 固定床反应结果显示, 在CaZr_0.8Fe_0.2O₃(CZFO-0.2)催化下, BL热解液相产物收率可达23.71%, 其中酚类化合物主要包括苯酚类、 愈创木基类、 邻苯二酚类和紫丁香基类, 其选择性分别为35.19%, 6.18%, 10.68%和14.21%, 其余产物为苯类和甲氧基芳香化合物. 反应后催化剂经氧化再生后, 仍然具有较高的催化活性和结构稳定性. 对BL催化热解气体产物进行分析发现, CZFO-0.2促进了芳香烃烷基侧链的断裂, 致使气相产物组成中C_mH_n和CH₄含量增加.     

降低生物柴油中自由脂肪酸的吸附剂研究

以甘蔗渣为原材料,通过高温煅烧制备甘蔗渣吸附剂,用于降低生物柴油中的自由脂肪酸含量。采用SEM、热重分析仪对甘蔗渣吸附材料进行表征分析,研究不同煅烧温度对吸附剂吸附性能的影响,以及不同吸附条件对吸附效果的影响。结果表明,在实验条件下,当甘蔗渣吸附材料煅烧温度为600℃、吸附剂用量0.30 g、吸附温度25℃、吸附时间100 min时,可以将生物柴油原料油的酸值降至0.4 mg/g。     

两性甘蔗渣纤维素的合成及应用研究

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(H2O2)=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 ,Cr2O7^2-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。     

生物预处理对甘蔗渣转化的影响

为了研究不同种类产纤维素酶的菌株降解甘蔗渣的效果,结合已得出的最佳化学预处理方法,利用枯草芽孢杆菌、绿色木霉和烟曲霉三种高产纤维素酶的菌株对甘蔗渣进行生物预处理,比较降解效果;并用腺嘌呤缺陷型和非缺陷型酵母进行发酵,比较乙醇产量。结果表明:分解10 g甘蔗渣,枯草芽孢杆菌组还原糖产量为427.56 mg,绿色木霉组还原糖产量为887.36 mg,烟曲霉组还原糖产量为982.84mg。相同还原糖含量的烟曲霉组和绿色木霉组滤液用腺嘌呤缺陷型酵母发酵时,在27℃发酵25.5 h,乙醇浓度达到最高值,绿色木霉组为5.4%,烟曲霉组为5.5%。在三种产纤维素酶菌株中,烟曲霉降解甘蔗渣的效果最好。