花生壳微晶纤维素改性聚乳酸的性能及机理

花生壳采用碱解、酸解、脱色等处理后制得微晶纤维素(MCC),将其作为填料加入到聚乳酸(PLA)中,通过溶液流涎成膜的方法制得不同MCC含量的MCC/PLA复合膜。分析了碱解过程中氢氧化钠浓度对MCC收率的影响、MCC含量对MCC/PLA复合膜性能的影响及其作用机理。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机等对MCC及MCC/PLA复合膜结构及性能进行表征和分析。结果表明,花生壳通过碱解、酸解、脱色等处理,将木质素等物质大量去除,制得MCC;MCC的加入,影响了PLA结晶结构的规整度及完善程度,降低了复合膜的熔融温度;随着MCC含量的增加,MCC/PLA复合膜的拉伸强度和断裂伸长率呈先增加后降低的趋势,均大于纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率。当MCC的含量为5.6%时,MCC/PLA复合膜的拉伸强度为36.5 MPa,断裂伸长率达到最大值1.7%,与纯PLA相比,分别提高了52.1%和30.8%;SEM结果表明,该含量的MCC在PLA中分散均匀,复合膜光滑平整。

花生壳黄酮-海藻酸钠/低酰基结冷胶复合膜在冷鲜猪肉保鲜中的应用

为提高冷鲜猪肉的货架期,制备了不同质量分数(0.15%、0.30%、0.45%)的花生壳黄酮(peanut shell flavonoids,PSFs)-海藻酸钠/低酰基结冷胶(sodium alginate/low-acyl gellan gum,SA/LGG)复合膜,并将其用于改善冷鲜猪肉的贮藏品质。结果表明,PSFs增加了PSFs-SA/LGG复合膜分子间的相互作用;在显著提高复合膜的厚度、拉伸强度和阻隔性能(P<0.05)的同时,也降低了其透光率和断裂伸长率(P<0.05)。与对照组相比,PSFs-SA/LGG复合膜能有效抑制冷鲜猪肉贮藏期间菌落总数、pH值、总挥发性盐基氮值的上升,延缓脂质的氧化,将冷鲜猪肉的货架期延长至9 d。因此,PSFs-SA/LGG复合膜有望作为生物活性材料应用于食品保鲜领域。

改性花生壳生物质炭对土壤中Cr(Ⅵ)的吸附机制

为了提高土壤中重金属Cr(Ⅵ)的去除率,采用简单高效的吸附法,筛选廉价且吸附效果好的吸附剂成为土壤中重金属去除的研究热点.以农业废弃物花生壳为原料,用FeCl_(3)和ZnCl_(2)改性得到改性花生壳生物质炭(MPS),将其用于土壤中重金属Cr(Ⅵ)吸附研究实验中.考察pH值、投加量、反应温度、初始浓度和反应时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并对吸附机制进行探讨.结果表明,在pH值为3时,MPS添加量为土壤质量的5%,反应温度为30℃,初始质量浓度为120mg·L^(-1),反应时间为120min,得到的最高去除率为98.23%.参数拟合结果表明,改性花生壳生物质炭Langmuir吸附模型的相关系数R^(2)高达0.993,准二级动力学拟合的相关系数R^(2)为0.987,表明是单分子层反应.

改性花生壳对印染废水中亚甲基蓝的吸附性能研究

花生壳是一种可作为吸附剂的自然资源,成本低,在染料废水治理中有很高的实用价值。本文对花生壳进行碱和酸改性处理,研究在特定条件下,未改性、酸改性、碱改性花生壳对亚甲基蓝溶液的最佳吸附条件,以及不同条件对同一类花生壳吸附效果的影响。最终实验结果表明:碱改性花生壳对亚甲基蓝的吸附性能最好,且在投加量为0.7g、pH值为11、初始浓度为50mg/L、吸附时间为30min时去除率最佳为98.31%。

花生壳多孔碳基超疏水吸波棉织物的制备及性能

以废弃花生壳为原料,通过高温炭化和活化制备花生壳多孔生物质碳材料,并结合低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS),制备超疏水吸波功能棉织物。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪对样品形貌、结构及性能进行分析,并测试织物的拒水防污性能、自清洁性能以及吸波性能。结果表明,利用PDMS的交联粘结作用成功将花生壳多孔生物质碳材料负载于棉纤维上,基于花生壳多孔生物质碳的表面形貌及特性,整理棉织物表面呈现微观粗糙结构,水滴接触角为159.6°,具有较好的超疏水性能及自清洁性,且当织物厚度为3 mm时,最小反射损耗为-33.17 dB,实现了优异的吸波性。

接枝共聚法改性花生壳纤维素条件优化

花生壳中富含纤维素,是制备纤维素吸附材料的良好来源。通过氢氧化钠-亚氯酸钠法提取花生壳中的纤维素,并以丙烯酰胺为单体、硝酸铈铵为引发剂对花生壳纤维素进行接枝共聚改性,以吸附溶液中Cd^(2+)的量为考察指标,考察丙烯酰胺用量、硝酸铈铵用量、反应温度、反应时间四个因素对改性效果的影响。结果表明:在接枝共聚反应体系中添加6 g丙烯酰胺单体,0.3 g硝酸铈铵,55℃条件下反应4 h,得到的改性花生壳纤维素对水溶液中Cd^(2+)的吸附效果最好,吸附量为13.741 mg/g。以此为基础,优化吸附条件将进一步提高吸附率,扩大了废弃花生壳的应用范围。

课程实践融入《试验设计与数据处理》教学--改性花生壳吸附剂的制备及其对重金属Cd^(2+)的吸附性能研究

随着我国提出新工科建设路线,结合地方高校(贺州学院)的地域特色和应用型人才的培养目标,本文通过课程考核形式,设计一个利用花生壳为原料制备出改性花生壳吸附剂(MPS)的试验。学生通过对吸附剂的合成、表征、试验设计和数据分析等环节,将《试验设计与数据处理》课程中所学知识应用到实际试验中,加深对课程知识的理解,锻炼其实际应用能力。

硝酸改性显著提高花生壳生物炭对Cd^(2+)的去除能力

本研究采用热分解的方法制备花生壳生物炭,并用乙醇、硝酸和高锰酸钾溶液对其进行改性。分别研究不同方法改性后生物炭吸附Cd^(2+)的性能对初始浓度、吸附时间和pH的响应特征并通过吸附热力学和动力学探索吸附机理。结果表明,改性后的花生壳生物炭对Cd^(2+)的吸附量和去除率明显提高。在花生壳投加量一定的情况下,综合分析得知硝酸改性后对Cd2+吸附效果最佳,吸附量为48.47 mg/g,去除率为96.94%。最佳条件为:Cd^(2+)初始浓度200 mg/L,pH为7,吸附时间120 min。

聚乙二醇改性花生壳液化树脂发泡材料的制备、表征及性能研究

对花生壳液化树脂(PLR)进行聚乙二醇(PEG-400)改性制备PEG-400/PLR树脂,进一步发泡制备PEG-400/PLF泡沫,以改善花生壳液化树脂泡沫(PLF)泡沫的脆性和机械性能;通过旋转流变仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜、热重分析仪对改性产物进行了分析表征,并考察了聚乙二醇添加量(0、2%、4%和6%)对泡沫材料压缩强度、粉化率、冲击韧性、表观密度、隔声性能和残炭率的影响。研究结果表明:聚乙二醇的加入不仅可以降低树脂的黏度,有利于发泡过程中的搅拌操作,还可以提高树脂的柔韧性,有助于减少泡沫掉渣、发脆等不良情况的发生;聚乙二醇结构中的羟基与树脂中的羟基发生了部分反应,成功在树脂的分子结构上引入了柔性长链,从而起到了增韧的效果;聚乙二醇改性后泡沫的孔径有所增大且分布更加均匀,泡沫的泡孔类型由改性前绝大多数的闭孔结构转变成部分开孔结构。当PEG-400添加量为4%时,制备的4%PEG-400/PLF泡沫的综合性能最佳,相比未改性PLF泡沫,4%PEG-400/PLF的粉化率降低了61.0%,冲击韧性提高了32.6%,表观密度提高了8.4%,压缩强度提高了11.4%,隔声性能提高了8.6%,残炭率保持在55%以上,表现出优异的耐热性和防火性能。

花生壳复合水凝胶的制备及其吸附铅、镉性能

以花生壳(PS)、丙烯酸(AA)为聚合单体,过硫酸钾(APS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,β-环糊精(β-CD)作为增强材料,通过自由基聚合反应合成花生壳木质纤维素/β-环糊精/丙烯酸复合水凝胶[PS(H)/β-CD/PAA];研究了PS(H)/β-CD/PAA的表面性质和微观形貌,考察了在不同环境因子条件下PS(H)/β-CD/PAA对Cd^(2+)、Pb^(2+)的吸附行为和吸附机理。结果表明:PS(H)/β-CD/PAA具有多孔网络结构,加入β-CD后制备的复合水凝胶有更好的机械性能;PS(H)/β-CD/PAA合成成本低,并且可以循环使用;PS(H)/β-CD/PAA对Cd^(2+)、Pb^(2+)可在60 min内达到吸附平衡,最大吸附容量分别为115.67、181.71mg/g,在pH为3~8的较宽范围有良好的效果;PS(H)/β-CD/PAA对Cd^(2+)、Pb^(2+)的吸附过程主要通过离子交换、络合作用或配位作用来进行;此外,PS(H)/β-CD/PAA在处理实际废水时,对Pb^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除率分别达76.4%、88.6%、72.9%、31.6%。PS(H)/β-CD/PAA处理水体重金属效果良好,能够充分利用资源、节约成本,可作为一种重金属废水处理的潜在新材料。

丁腈橡胶增韧改性花生壳液化树脂泡沫的制备及性能研究

通过丁腈橡胶的添加对花生壳液化树脂泡沫进行增韧改性,采用旋转流变仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜、热重分析仪对改性物进行了分析表征,研究了丁腈橡胶添加量对泡沫材料粉化率、冲击韧性、压缩强度等的影响。结果表明:丁腈橡胶的添加可以增强树脂的韧性;丁腈橡胶与花生壳液化树脂共混体系的流动性较好;丁腈橡胶改性后泡沫出现部分开孔结构,闭孔率明显降低,泡沫的孔径变小且分布更加均匀;改性泡沫未出现新的特征峰,增韧机理表现为物理增韧,即通过引入丁腈橡胶在泡沫中形成弹性相来提高韧性,达到增韧的效果;丁腈橡胶添加量为4%时,改性后的泡沫综合性能最佳。此时,泡沫的粉化率降低了54.86%,冲击韧性提高了31.02%,压缩强度提高了20.74%,表观密度提高了17.10%,隔声性能提高了28.95%,残碳率达到57%以上。

低温热解磷酸改性花生壳生物炭的制备及对水中Cr(Ⅵ)的去除

以花生壳为原料,利用H_(3)PO_(4)为活化剂,低温热解制备了改性生物炭,并对其去除水中Cr(Ⅵ)的效果及机理进行了探究。研究了溶液p H、生物炭投加量、反应时间及初始质量浓度对去除效果的影响,借助SEM、BET、 XPS、 FTIR表征了其结构和组成,并探讨了去除机理。结果表明,低温热解与高温热解制备的改性生物炭对Cr(Ⅵ)的去除效果无显著性差异,且低温热解节能环保。低温热解磷酸改性生物炭(PBC350)去除Cr(Ⅵ)的最适条件为Cr(Ⅵ)的初始质量浓度为100 mg/L, 50 mL溶液中投加量为0.10 g, pH=2,反应时间8 h,在最适条件下,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.0%,约为未改性生物炭(BC350)的1.5倍。表征结果表明,PBC350表面形成了致密的、蜂窝状的孔隙结构,比表面积为17.75 m^(2)/g,比BC350的比表面积提升了近20倍,同时,XPS和FTIR结果显示,PBC350成功掺杂了磷元素,引入大量含磷(P-O)官能团,能提供电子参与Cr(Ⅵ)还原,提高了Cr(Ⅵ)的去除率。本研究为低温热解磷酸改性生物炭在废水重金属治理中的应用提供了理论基础。

碳酸钾活化改性花生壳生物炭对氨氮的吸附性能研究

以花生壳为原料,碳酸钾为改性剂,在500℃氮气中煅烧制成系列生物炭材料(BC、KBC35%、KBC50%和KBC65%)。采用XRD、SEM、TEM、BET、FTIR等手段对生物炭的结构进行表征,并研究其对氨氮的吸附性能。结果表明:改性后生物炭呈现明显孔道结构,在pH为7、投加量为2.5 g/L、反应时间80 min时,KBC50%对氨氮吸附效果最佳,去除率达98.26%,吸附量为19.65 mg/g。动力学和等温吸附模型拟合结果表明,KBC50%符合准一阶动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明吸附为单分子层物理吸附为主。

花生壳生物炭的制备及其对水中罗丹明B的吸附性能研究

以花生壳为原料,KOH为改性剂,通过限氧热解法在200℃下制备花生壳生物炭用于吸附水中的罗丹明B。采用单因素试验,考察了罗丹明B初始浓度、溶液pH、吸附时间、生物炭投加量等对罗丹明B吸附效果的影响,并对吸附机制进行了分析。研究表明,在活性炭投加量为20 mg,罗丹明B溶液体积25.00 mL、初始质量浓度1.00 mg/L,转速150 r/min的条件下吸附75 min,此时去除率达97.90%。参数拟合结果表明,准二级动力学方程(R^(2)=0.9982)能够更好地描述改性花生壳生物炭对罗丹明B的吸附过程,吸附等温线更遵循Langmuir等温吸附模型,属于单分子层化学吸附。

分子印迹电化学方法优化花生壳中木犀草素提取工艺

采用循环伏安(cyclic voltammetry,CV)原位聚合法,以对氨基苯酚(p-aminophenol,p-AP)和3,4-乙烯二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene,EDOT)为双功能单体,制备分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymer,MIP),用于木犀草素电化学传感器的构建,并进行表征。采用酶解辅助超声波法提取花生壳中木犀草素,结合Box-Behnken响应面法优化提取工艺。结果表明,p-AP和EDOT实现了CV共聚,MIP对木犀草素展示出良好的电催化识别能力;优选最佳提取工艺为酶解时间81 min,酶解温度45℃,超声时间60 min,超声温度45℃,提取率为0.8620%(RSD=2.287%),与HPLC方法测定结果接近(0.8922%),说明所建立检测方法准确可靠。

基于响应曲面法制备钢渣–花生壳基生态活性炭及其吸附性能研究

以钢渣超微粉和花生壳为原料制备钢渣–花生壳基生态活性炭,基于响应曲面法研究微波功率、浸渍比、钢渣掺量和钢渣细度对钢渣–花生壳基生态活性炭对甲醛气体吸附率的影响,并对其进行优化处理.利用X-射线红外光谱仪、场发射扫描电镜、比表面积及孔径测定仪等对钢渣–花生壳基生态活性炭进行表征分析.结果表明:钢渣–花生壳基生态活性炭最优制备参数为微波功率530 W,钢渣细度1160目,钢渣掺量(质量分数)10.8%,浸渍比1.25,其对甲醛气体的吸附率为94.14%.影响钢渣–花生壳基生态活性炭性能的因素次序依次为:微波功率、钢渣掺量、浸渍比、钢渣细度,其中微波功率与浸渍比、微波功率与钢渣掺量、钢渣掺量与钢渣细度均存在显著交互作用.适量钢渣改性活性炭有利于形成规则的孔结构、提高表面酸性官能团含量以及增强表面极性.

马来酸改性花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能

通过微波预处理和马来酸改性制备花生壳吸附剂,用于研究Cr(Ⅵ)的吸附性能,并进行结构表征,吸附条件优化,探讨等温吸附及吸附动力学特性。XRD分析表明:微波预处理后花生壳的结晶度明显下降。FTIR显示:改性后花生壳结构中有酯基和羧基成功引入。正交试验和单因素试验结果表明:pH值对Cr(Ⅵ)的吸附影响最大,在温度80℃,投加量6 g,吸附时间45 min, pH=3,Cr(Ⅵ)初始浓度30 mg/L最佳条件下,吸附率达到最大值99.3%,远高于未改性花生壳。吸附行为符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,以单层吸附为主。

基于CiteSpase的花生壳—花生脱壳可视化分析

花生脱壳技术决定脱壳产物—花生仁与花生壳的加工品质,花生壳的应用日趋广泛,探析其研究现状和发展趋势,对促进花生产业发展至关重要。运用CiteSpace软件对2012—2022年Web of Science核心合集数据库相关文献进行可视化分析,并结合文献研究法对相关文献的具体内容进行总结与展望。研究结果表明:花生壳应用的研究热度和重视程度呈迅速上升趋势;研究学者之间合作紧密;中国和美国是主要发文国家,中国科学院和美国农业部是主要发文机构;花生壳、脱壳、活性炭等关键词受到高度关注;从发展趋势看,机械性能、响应面分析、重金属吸附、生物油、有效去除、氧化物等研究是未来的热点;花生壳与花生仁的应用研究具有同等重要的地位。为获得高品质的花生仁与花生壳,应该从花生收获、清选、干燥、储藏、品质分级、脱壳加工等多个环节进行技术创新,为其应用提供更好的质量保障。

花生壳制备活性炭及其应用研究

为解决农业废弃物花生壳利用价值过低导致浪费且污染环境的问题,以废弃花生壳为原料制备生物质活性炭并应用于染料废液吸附方面.以不同浓度的碳酸钾溶液为活化剂,在不同的炭化温度和炭化时间条件下制备活性炭材料,探讨其在不同条件下对染料废液龙胆紫溶液吸附性能,并获得制备花生壳基活性炭最佳的工艺条件.研究结果表明:当碳酸钾浓度为50%,炭化时间为100min,炭化温度为500℃时所制备的活性炭对染料废液龙胆紫吸附性能最优,去除率高于99%.该研究为利用花生壳制备生物质活性炭并应用于吸附方面提供了实验数据.

改性花生壳生物炭对四环素的吸附性能研究

以农林废弃物花生壳为原料,分别经氢氧化钾、磷酸改性后,采用高温热解法制备了改性花生壳生物炭KBC、PBC,通过SEM、XRD、BET、FTIR等对其结构进行了表征,考察了改性花生壳生物炭投加量、pH值、吸附时间等因素对四环素吸附效果的影响,并通过吸附动力学、等温吸附模型及吸附热力学探究了吸附机理。结果表明,相较于未改性花生壳生物炭,KBC、PBC的表面维管束结构破碎程度更大,比表面积、总孔容大幅增加,但其晶能结构并未发生明显变化;在25℃、pH值为2、KBC投加量为0.06 g、吸附时间为180 min、四环素浓度为50 mg·L^(-1)的条件下,四环素去除率达到99.88%;吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,属于多层吸附,吸附过程受多种吸附机制的影响。