微波—乙醇萃取木质素及其吸附Cr(Ⅵ)的研究

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木质素是唯一能从可再生资源中取得的芳香族化合物,其开发和利用有着重要价值。但是由于木质素的结构复杂、分离提取困难及木质素缩合等,使得它至今没有被很好的利用。在木质素的提取方法中,以有机溶剂法最好,但有机溶剂法的反应条件苛刻,常压下效率不高。本文针对这些缺点,选用微波辅助乙醇提取木质素,并对其工艺条件及产物吸附Cr(Ⅵ)的性能进行了研究。得到了一些结论:(1)本文以废弃木材为原料,在微波功率为850W,微波加热时间为30s,乙醇浓度为50%,液固体比为8:1,催化剂投加量为6%的条件下蒸煮1h得到木质素的产率比未经微波加热的高出23.35%。结果表明微波辅助乙醇提取法是一种提取木质素的的有效方法。(2)通过红外光谱与核磁共振氢谱(1H-NMR)对乙醇木质素的基团进行了分析。表明所提取的木质素其化学结构是以苯丙烷类结构单元组成,在三种基本结构中以紫丁香基为主。同时表明木质素中含有大量的羟基,这对于其化学改性有着重要的指导意义。另外从1H-NMR图来看,其与原本木质素的1H-NMR图有一定区别,这也表明了在结构上有较大的变化。(3)对乙醇木质素吸附Cr(Ⅵ)进行了研究,表明其具有良好的吸附性能。在pH=1,温度为20℃时,最大吸附容量为161mg/g。其吸附过程符合Langmuir吸附等温线。(4)利用红外光谱对乙醇木质素吸附Cr(Ⅵ)后的基团变化进行了探讨。表明羟基在吸附过程中起到主要作用,该过程以化学吸附为主。其吸附过程应该是首先Cr(Ⅵ)被还原成Cr3+,随后Cr3+与羟基发生交换反应,将羟基中的氢置换出来。
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