【摘 要】
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生物质木质素材料是一类芳香族化合物,大量存在于植物中,被认为是一种极具应用前景的可再生资源。每年全世界造纸工业产生大量工业木质素副产物,至今尚未有高效利用木质素的可行性方法。而对木质素进行燃烧或直接排放处理不仅会污染环境,更是对资源的一种浪费,这不符合全球可持续发展的要求。因此,开发和拓展工业木质素的应用,提高其附加值是一个迫在眉睫的课题。本论文以制浆造纸的副产物木质素磺酸钠为原料,通过与铁和/或
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生物质木质素材料是一类芳香族化合物,大量存在于植物中,被认为是一种极具应用前景的可再生资源。每年全世界造纸工业产生大量工业木质素副产物,至今尚未有高效利用木质素的可行性方法。而对木质素进行燃烧或直接排放处理不仅会污染环境,更是对资源的一种浪费,这不符合全球可持续发展的要求。因此,开发和拓展工业木质素的应用,提高其附加值是一个迫在眉睫的课题。本论文以制浆造纸的副产物木质素磺酸钠为原料,通过与铁和/或锌的氧化物复合,探索其在污水处理和能量储存方面的应用,具体研究如下:首先,运用曼尼希反应向木质素磺酸钠中引入胺基,得到木质素胺（LA）。由于引入的胺基和木质素自身的羧基,使LA成为同时具有阳离子和阴离子的两性表面活性剂。通过自组装调控,制备得到易于分离的Fe3O4/LA两性复合材料吸附剂。以阳离子染料亚甲基蓝（MB）和阴离子染料酸性红（AR）为目标吸附质,实验发现Fe3O4/LA对这两类染料均具有优良的吸附性能:在碱性或中性条件下对MB的最大吸附量可达102 mg/g;在酸性条件下对AR的吸附性能优于碱性条件的,最大吸附量为89.3 mg/g。研究表明,上述吸附过程均符合Freundlich吸附等温模型,归属为准二级动力学吸附机制。其次,探究工业木质素导向制备光催化剂,处理水中污染物。利用LA作为含氮碳源改性半导体ZnO材料、并负载Fe3O4纳米颗粒,煅烧后形成Fe3O4/C/ZnO三元复合材料。研究表明,添加量为0.5 g LA的三元复合材料光催化性能最佳;在紫外光下,对MB和抗生素药物诺氟沙星（NF）的去除率分别为99%和97%,而可见光下对染料MB、罗丹明B（RhB）以及NF依旧保持着极高的降解效率。最后,将所制备的Fe3O4/LA经一步碳化,用盐酸去除Fe3O4后,得到含氮、硫掺杂的多孔碳（NSC）。将其制作成超级电容器的电极材料,探究了不同碳化温度和活化比例对NSC储能性能的影响。经过研究得出碳化温度为700°C、活化比例mFe3O4/LA:mKOH（质量比）=3:1为最佳反应条件;所合成的NSC具有很高比电容,在1 A/g电流密度下,比电容达到240.9 F。
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