生物质络合金属离子絮凝材料的结构设计及其絮凝行为的研究

基本信息
批准号:51403120
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:强涛涛
学科分类:
依托单位:陕西科技大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张莎,代春吉,李娟,潘博,高鑫,唐华
关键词:
结构设计生物质絮凝行为絮凝材料废弃钻井液
结项摘要

Based on natural biomass, such as vegetable extract and waste leather collagen, a novel environmental flocculation material was prepared and the relevant scientific issues were studied. .There were a large number of ortho-phenolic hydroxyl groups in vegetable extract molecules and lots of carboxyl groups in collagen obtained by hydrolyzing leather waste. Because these ortho-phenolic hydroxyl and carboxyl groups could complex with metal ions, the metal ions could be assembled on vegetable extract or collagen. As a result, the cationic flocculation material based on biomass was prepared. Basing on the leather tanning theory, the tannin extract was covalently crosslinked on collagen molecules by using aldehyde crosslinker, and then complexed with metal ions so that the flocculation material based on vegetable extract/aldehyde/collagen was obtained. The prepared flocculation materials were used to flocculate the waste drilling water. The structure-effect relationship between flocculation effect and other factors such as the structure of biomass, species of metal ions and the complexation capacity of metal ions were researched. The typical simulation substance and waste drilling water were selected to study the flocculation equilibrium and adsorption flocculation kinetics based on the structure-effect relationship mentioned above. As a result, the flocculation mechanism of the novel flocculation material was elucidated. The reusing of vegetable extract and waste leather collagen was obtained and their applications in non-leather research areas were expanded. So the study has significant theoretical research and application value.

基于植物栲胶和废弃皮胶原天然生物质资源,制备环保高效絮凝材料并研究其中的相关科学问题。利用栲胶具有多个邻位酚羟基和废弃皮胶原水解后的胶原蛋白富含羧基等活性官能团并能与金属离子进行络合的特性,将金属离子络合到栲胶或胶原蛋白上制得基于生物质的阳离子絮凝材料;运用皮革鞣制化学理论,借助醛类交联剂将栲胶共价交联到胶原蛋白上,然后再与金属离子络合得到栲胶-醛-胶原蛋白的生物质絮凝材料;将上述絮凝材料用于废弃钻井液的絮凝分离处理中。研究生物质的分子尺度-金属离子的种类-金属离子的络合量等因素与絮凝效果之间的构效关系,并将根据此思路制备的新型絮凝材料对所选取的絮凝模拟对象和废弃钻井液进行絮凝平衡、絮凝动力学等研究,探究该新型生物质络合金属离子絮凝材料的絮凝机理,拓展栲胶和废弃皮胶原非制革的资源化利用研究领域。本研究有望具有重要的理论研究意义和应用价值。

项目摘要

基于植物栲胶和废弃皮胶原天然生物质资源,制备环保高效絮凝材料并研究其中的相关科学问题。利用栲胶具有多个邻位酚羟基和废弃皮胶原水解后的胶原蛋白富含羧基等活性官能团并能与金属离子进行络合的特性,将金属离子络合到栲胶或胶原蛋白上制得基于生物质的阳离子絮凝材料;以栲胶和硫酸铝为原材料制备出栲胶-硫酸铝络合物絮凝剂,将其应用于废弃钻井液的吸附处理中,并对其絮凝性能进行了研究;此外,还研究了乙烯基类单体改性胶原蛋白絮凝剂和在废弃钻井液处理中的应用。研究生物质的分子尺度-金属离子的种类-金属离子的络合量等因素与絮凝效果之间的构效关系,并将根据此思路制备的新型絮凝材料对所选取的絮凝模拟对象和废弃钻井液进行絮凝平衡、絮凝动力学等研究,探究该新型生物质络合金属离子絮凝材料的絮凝机理,拓展栲胶和废弃皮胶原非制革的资源化利用研究领域。本研究有望具有重要的理论研究意义和应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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