预水解硫酸盐蒸煮法制备芋叶柄纤维浆粕的研究

以芋头秸秆——芋叶柄为原料,采用预水解硫酸盐蒸煮法制备芋叶柄纤维浆粕。通过二煮二漂工艺,考察酸预水解、蒸煮及漂白的最佳工艺条件,对芋叶柄纤维浆粕进行α-纤维素含量测试、聚合度测试、白度测试、扫描电子显微镜(SEM)表征,结果表明:酸预水解最佳工艺条件为保温时间4h、温度130℃、酸用量4%(wt,质量百分数,下同)。蒸煮最佳工艺条件为碱用量35%、硫化度40%、蒽醌用量0.1%、保温时间4h。漂白工艺为一漂双氧水,二漂次氯酸钠。芋叶柄纤维浆粕表面纤维呈带状,不仅分离成单根状态,且纤维表面已经呈现出原纤化,有收缩起皱的现象,沟槽较多。芋叶柄纤维浆粕测试结果中α-纤维素的含量达到90.56%,白度68.8%,聚合度621.84。

K_2CO_3活化法制备芋叶柄基活性炭的研究

以废弃的芋叶柄为原料,K2CO3为活化剂,制备芋叶柄基活性炭,考察炭化和活化工艺条件对活性炭吸附性能的影响,采用等温氮吸脱附测试、扫描电子显微镜(SEM)对样品材料进行了测试。结果表明:若以碘吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度200g/L、活化温度850℃、活化时间35min,碘值为1930.4mg/g,BET比表面积为633.215m2/g,孔容为0.194cm3/g,孔径为18.45nm。以亚甲基蓝吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度175g/L、活化温度875℃、活化时间35min,亚甲基蓝吸附值为298.8mg/g,BET比表面积为604.708m2/g,孔容为0.076cm3/g,孔径为18.533nm。

改性芋叶柄基活性炭的制备及表征

采用H_2O_2-HNO_3混合液对芋叶柄基活性炭进行轻度表面氧化改性,再利用表面负载离子的方法对其表面负载Cu^(2+),制备负载铜芋叶柄基活性炭。以亚甲基蓝脱色率为评价指标,分析2次改性过程对芋叶柄基活性炭吸附性能的影响,利用低温N_2吸附、傅里叶红外光谱(FT-IR)等实验技术,对芋叶柄基活性炭的孔结构与性能进行表征与分析。结果表明,经氧化改性后芋叶柄基活性炭的比表面积及孔径增大,BET比表面积为922.600m2/g,孔容0.068cm3/g,孔径18.471nm,对亚甲基蓝脱色率为74.38%。经2次改性后负载铜芋叶柄基活性炭对亚甲基蓝脱色率达93.44%,吸附能力得到进一步提高。

化学脱胶制备芋叶柄纤维的研究

以芋头秸秆-芋叶柄为原料,对芋叶柄的化学成分进行测试分析,采用一煮法制备芋叶柄纤维,考察碱煮的最佳工艺条件。对芋叶柄纤维进行回潮率测试和扫描电子显微镜(SEM)表征测试。结果表明,芋叶柄主要化学成分为35.01%(wt,质量分数,下同)水溶物、30.30%纤维素、14.53%半纤维素、8.83%木质素,这4种组分组成了芋叶柄主体。碱煮最佳工艺条件为NaOH用量10%、保温时间240min、平平加O用量4g/L。芋叶柄纤维的回潮率为5.81%,表面有明显的竖纹和沟槽,外观粗糙,不光滑;截面形状不规则且实体无空腔,纤维粗细不均匀,并且有短纤维粘连在一起,属于工艺纤维。