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膨化预处理提升软木生物炭的染料吸附性能及其作用机制
1
作者
李承禹
方佳颖
+2 位作者
王启航
曾令顺
母军
《北京林业大学学报》
北大核心
2025年第2期163-174,共12页
【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热...
【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热解60 min得到软木生物炭,利用SEM、FTIR和BET分析软木生物炭的微观结构和化学特性,通过批量吸附实验研究软木生物炭对亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)两种阴阳离子染料的吸附性能,并联合动力学、等温线、热力学模型拟合以及结构表征解析吸附机理。【结果】微波膨化预处理得到的软木生物炭(MBC-90)表现出更加粗糙的表面和丰富的微孔和介孔,同时伴随着—OH官能团的减少和芳香性结构的增强,这使得MBC-90更适合吸附小分子染料MB;而水煮膨化预处理得到的软木生物炭(WBC-90)具有更大的孔隙和不规则的孔壁结构,并保留了更多的—OH官能团,这使得WBC-90更适合吸附大分子染料CR。MBC-90对MB的最大吸附容量达到193.63 mg/g,WBC-90对CR的最大吸附容量达到203.55 mg/g,均优于未膨化软木生物炭对MB(129.18 mg/g)和CR(121.44 mg/g)的最大吸附容量。MBC-90对MB和WBC-90对CR的吸附表现出优异的pH适应性,在pH为2~10的范围内保持较高的吸附容量。在经过5次吸附-脱附实验后,MBC-90对MB(95.43 mg/g)和WBC-90对CR(138.17 mg/g)仍具有良好的吸附稳定性和再生性能。吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温线模型,表明吸附过程以物理吸附为主导,并在生物炭表面形成单分子层覆盖。热力学分析进一步证实了吸附过程为自发进行的吸热反应,且膨化处理显著提高了吸附的自发性。综合分析表明,软木生物炭对染料分子的吸附机理涉及多重作用力,包括静电引力、氢键相互作用、π-π堆积效应以及孔隙填充。【结论】本研究通过微波和水煮膨化预处理提升了软木生物炭的染料吸附性能。除此之外,制备的软木生物炭还具有良好的pH适应性和循环利用性能,有望应用于工业废水处理,拓展生物质资源的综合利用途径。
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关键词
废水
处理
染料
吸附剂
软木生物炭
膨化预处理
动力学
吸附等温线
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职称材料
碱结合挤压膨化预处理法对稻壳多糖及结构的影响
被引量:
2
2
作者
董丽辉
韩建春
《食品工业科技》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第1期167-170,182,共5页
以稻壳中的多糖物质为主要研究对象。通过单因素测定实验和扫描电镜的方法研究不同的预处理方法,即挤压膨化法和碱预处理法对稻壳中的多糖含量及结构的影响,同时提出了碱处理结合挤压膨化的方法预处理稻壳,并且以多糖含量为指标,采用响...
以稻壳中的多糖物质为主要研究对象。通过单因素测定实验和扫描电镜的方法研究不同的预处理方法,即挤压膨化法和碱预处理法对稻壳中的多糖含量及结构的影响,同时提出了碱处理结合挤压膨化的方法预处理稻壳,并且以多糖含量为指标,采用响应面分析法,确定碱结合挤压膨化预处理稻壳的挤压膨化最佳条件为:螺杆转速110r/min、含水率40%、套筒温度105℃;碱处理最佳条件为:固液比1:20,NaOH浓度0.72mol/L,温度70℃,处理时间35min。在最佳条件下稻壳中多糖含量可达到44.74%。
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关键词
稻壳
多糖
碱-挤压
膨化预处理
响应面
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职称材料
油脂工业中膨化预处理新工艺简介
被引量:
3
3
作者
王尔惠
《粮油食品科技》
2001年第3期29-30,共2页
膨化预处理新工艺技术在油脂工业中,继负压蒸发后又一新的突破,它对浸出油厂增产节能效果显著。文中就膨化预处理新工艺对油品质量影响,经预处理物料结构变化对浸出参数的影响,以及与常规浸出方法在技术经济方面进行了比较。建议我...
膨化预处理新工艺技术在油脂工业中,继负压蒸发后又一新的突破,它对浸出油厂增产节能效果显著。文中就膨化预处理新工艺对油品质量影响,经预处理物料结构变化对浸出参数的影响,以及与常规浸出方法在技术经济方面进行了比较。建议我国油脂工业推广应用。
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关键词
油脂
膨化预处理
工艺技术
质量
工作原理
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职称材料
挤压膨化预处理工艺的理论与实践
被引量:
2
4
作者
于喆
段文生
《中国油脂》
CAS
CSCD
北大核心
2002年第5期15-17,共3页
挤压膨化是一种先进的油料预处理工艺。结合理论分析和实践总结 ,将大豆和菜籽加工中的各个环节的操作要点、注意事项介绍给大家。
关键词
挤压
膨化预处理
工艺
挤压
膨
化
机
大豆
菜籽
制油
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职称材料
挤压膨化辅助提取玉米蛋白粉中玉米黄色素工艺优化
被引量:
4
5
作者
焦岩
常影
+3 位作者
余世锋
王燕
薄力影
郑喜群
《食品科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第16期43-47,共5页
研究挤压膨化预处理对玉米蛋白粉色素提取的影响,探讨挤压膨化可有效提高玉米黄色素提取量的原因,并对玉米黄色素的组分进行初步分析。结果表明,挤压膨化预处理可显著提高玉米黄色素的提取量,当物料水分含量18%、螺杆转速160 r/min、挤...
研究挤压膨化预处理对玉米蛋白粉色素提取的影响,探讨挤压膨化可有效提高玉米黄色素提取量的原因,并对玉米黄色素的组分进行初步分析。结果表明,挤压膨化预处理可显著提高玉米黄色素的提取量,当物料水分含量18%、螺杆转速160 r/min、挤压筒温度150℃时,玉米黄色素提取量可达到(59.03±1.86)mg/g,比未处理提高了149.70%;通过扫描电子显微镜对挤压膨化前后玉米蛋白粉微观结构的分析结果显示,挤压膨化预处理可使玉米蛋白粉颗粒内外形态发生明显改变,内部致密结构遭到破坏,从而增大了玉米黄色素提取量;经高效液相色谱对挤压膨化预处理后提取的玉米黄色素进行初步分析表明,其主要成分为玉米黄质、叶黄素等类胡萝卜素。
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关键词
挤压
膨化预处理
玉米蛋白粉
玉米黄色素
提取
微观结构
组分分析
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职称材料
双酵母发酵膨化秸秆酶解液产乙醇研究
被引量:
3
6
作者
王晓明
邵丽杰
+4 位作者
曹焱鑫
张欢
董晓莹
于美玲
寇巍
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期5-9,共5页
为了提高玉米秸秆的酶解率,对玉米秸秆进行膨化预处理,以乙醇质量浓度为影响值设计实验,研究时间、含氮量、温度、酵母比例四因素对发酵过程的影响。通过单因素试验及正交试验确定了双酵母发酵的最佳试验条件为48 h、含氮质量分数0.25%...
为了提高玉米秸秆的酶解率,对玉米秸秆进行膨化预处理,以乙醇质量浓度为影响值设计实验,研究时间、含氮量、温度、酵母比例四因素对发酵过程的影响。通过单因素试验及正交试验确定了双酵母发酵的最佳试验条件为48 h、含氮质量分数0.25%、33℃、酿酒酵母与毕赤酵母体积比3∶7,乙醇质量浓度可达10.2 g/L。本试验为秸秆乙醇的产业化生产提供技术依据。
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关键词
玉米秸秆
膨化预处理
混菌发酵
乙醇
酶解
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职称材料
棉籽膨化浸出工艺应注意的一些问题
被引量:
2
7
作者
涂果
冯广军
《中国油脂》
CAS
CSCD
北大核心
2001年第3期25-26,共2页
棉籽作为高含油油料的挤压膨化工艺技术以其突出的优点 ,日益被人们所认可。虽然该工艺技术在我国刚刚起步 ,但其发展方向是好的。从棉籽清选、剥壳、轧坯、蒸炒、膨化及浸出等方面进行分析讨论 ,理论与实际相结合 ,就棉籽在膨化浸出工...
棉籽作为高含油油料的挤压膨化工艺技术以其突出的优点 ,日益被人们所认可。虽然该工艺技术在我国刚刚起步 ,但其发展方向是好的。从棉籽清选、剥壳、轧坯、蒸炒、膨化及浸出等方面进行分析讨论 ,理论与实际相结合 ,就棉籽在膨化浸出工艺中应注意的问题进行探讨 。
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关键词
棉籽
膨
化
浸出工艺
油料
制油
挤压
膨化预处理
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职称材料
题名
膨化预处理提升软木生物炭的染料吸附性能及其作用机制
1
作者
李承禹
方佳颖
王启航
曾令顺
母军
机构
木质材料科学与应用教育部重点实验室
清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室
出处
《北京林业大学学报》
北大核心
2025年第2期163-174,共12页
基金
国家自然科学基金项目(32371794)
国家资助博士后研究人员计划(GZB20240367)。
文摘
【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热解60 min得到软木生物炭,利用SEM、FTIR和BET分析软木生物炭的微观结构和化学特性,通过批量吸附实验研究软木生物炭对亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)两种阴阳离子染料的吸附性能,并联合动力学、等温线、热力学模型拟合以及结构表征解析吸附机理。【结果】微波膨化预处理得到的软木生物炭(MBC-90)表现出更加粗糙的表面和丰富的微孔和介孔,同时伴随着—OH官能团的减少和芳香性结构的增强,这使得MBC-90更适合吸附小分子染料MB;而水煮膨化预处理得到的软木生物炭(WBC-90)具有更大的孔隙和不规则的孔壁结构,并保留了更多的—OH官能团,这使得WBC-90更适合吸附大分子染料CR。MBC-90对MB的最大吸附容量达到193.63 mg/g,WBC-90对CR的最大吸附容量达到203.55 mg/g,均优于未膨化软木生物炭对MB(129.18 mg/g)和CR(121.44 mg/g)的最大吸附容量。MBC-90对MB和WBC-90对CR的吸附表现出优异的pH适应性,在pH为2~10的范围内保持较高的吸附容量。在经过5次吸附-脱附实验后,MBC-90对MB(95.43 mg/g)和WBC-90对CR(138.17 mg/g)仍具有良好的吸附稳定性和再生性能。吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温线模型,表明吸附过程以物理吸附为主导,并在生物炭表面形成单分子层覆盖。热力学分析进一步证实了吸附过程为自发进行的吸热反应,且膨化处理显著提高了吸附的自发性。综合分析表明,软木生物炭对染料分子的吸附机理涉及多重作用力,包括静电引力、氢键相互作用、π-π堆积效应以及孔隙填充。【结论】本研究通过微波和水煮膨化预处理提升了软木生物炭的染料吸附性能。除此之外,制备的软木生物炭还具有良好的pH适应性和循环利用性能,有望应用于工业废水处理,拓展生物质资源的综合利用途径。
关键词
废水
处理
染料
吸附剂
软木生物炭
膨化预处理
动力学
吸附等温线
Keywords
wastewater treatment
dyes
adsorbents
cork biochar
expansion pretreatment
kinetics
adsorption isotherms
分类号
TQ424.3 [化学工程]
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职称材料
题名
碱结合挤压膨化预处理法对稻壳多糖及结构的影响
被引量:
2
2
作者
董丽辉
韩建春
机构
东北农业大学食品学院
出处
《食品工业科技》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第1期167-170,182,共5页
文摘
以稻壳中的多糖物质为主要研究对象。通过单因素测定实验和扫描电镜的方法研究不同的预处理方法,即挤压膨化法和碱预处理法对稻壳中的多糖含量及结构的影响,同时提出了碱处理结合挤压膨化的方法预处理稻壳,并且以多糖含量为指标,采用响应面分析法,确定碱结合挤压膨化预处理稻壳的挤压膨化最佳条件为:螺杆转速110r/min、含水率40%、套筒温度105℃;碱处理最佳条件为:固液比1:20,NaOH浓度0.72mol/L,温度70℃,处理时间35min。在最佳条件下稻壳中多糖含量可达到44.74%。
关键词
稻壳
多糖
碱-挤压
膨化预处理
响应面
Keywords
rice husks
polysaccharide
alkali-extrusion
response surface methodology
分类号
TS210.1 [轻工技术与工程—粮食、油脂及植物蛋白工程]
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职称材料
题名
油脂工业中膨化预处理新工艺简介
被引量:
3
3
作者
王尔惠
机构
国家粮食局科学研究院
出处
《粮油食品科技》
2001年第3期29-30,共2页
文摘
膨化预处理新工艺技术在油脂工业中,继负压蒸发后又一新的突破,它对浸出油厂增产节能效果显著。文中就膨化预处理新工艺对油品质量影响,经预处理物料结构变化对浸出参数的影响,以及与常规浸出方法在技术经济方面进行了比较。建议我国油脂工业推广应用。
关键词
油脂
膨化预处理
工艺技术
质量
工作原理
Keywords
oil and fat,pretreatment,extrusion pretreatment
分类号
TQ644.12 [化学工程—精细化工]
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职称材料
题名
挤压膨化预处理工艺的理论与实践
被引量:
2
4
作者
于喆
段文生
机构
哈尔滨艾森油脂有限公司
出处
《中国油脂》
CAS
CSCD
北大核心
2002年第5期15-17,共3页
文摘
挤压膨化是一种先进的油料预处理工艺。结合理论分析和实践总结 ,将大豆和菜籽加工中的各个环节的操作要点、注意事项介绍给大家。
关键词
挤压
膨化预处理
工艺
挤压
膨
化
机
大豆
菜籽
制油
Keywords
extruding expelling
soybean
rapeseed
process summary
分类号
TS223.2 [轻工技术与工程—粮食、油脂及植物蛋白工程]
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职称材料
题名
挤压膨化辅助提取玉米蛋白粉中玉米黄色素工艺优化
被引量:
4
5
作者
焦岩
常影
余世锋
王燕
薄力影
郑喜群
机构
齐齐哈尔大学食品与生物工程学院
出处
《食品科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第16期43-47,共5页
基金
黑龙江省自然科学基金项目(C201454)
国家星火计划重大项目(2013GA670002)
文摘
研究挤压膨化预处理对玉米蛋白粉色素提取的影响,探讨挤压膨化可有效提高玉米黄色素提取量的原因,并对玉米黄色素的组分进行初步分析。结果表明,挤压膨化预处理可显著提高玉米黄色素的提取量,当物料水分含量18%、螺杆转速160 r/min、挤压筒温度150℃时,玉米黄色素提取量可达到(59.03±1.86)mg/g,比未处理提高了149.70%;通过扫描电子显微镜对挤压膨化前后玉米蛋白粉微观结构的分析结果显示,挤压膨化预处理可使玉米蛋白粉颗粒内外形态发生明显改变,内部致密结构遭到破坏,从而增大了玉米黄色素提取量;经高效液相色谱对挤压膨化预处理后提取的玉米黄色素进行初步分析表明,其主要成分为玉米黄质、叶黄素等类胡萝卜素。
关键词
挤压
膨化预处理
玉米蛋白粉
玉米黄色素
提取
微观结构
组分分析
Keywords
extrusion pretreatment
corn gluten powder
yellow pigment
extraction
microstructure
component analysis
分类号
TS201.1 [轻工技术与工程—食品科学]
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职称材料
题名
双酵母发酵膨化秸秆酶解液产乙醇研究
被引量:
3
6
作者
王晓明
邵丽杰
曹焱鑫
张欢
董晓莹
于美玲
寇巍
机构
辽宁省能源研究所
出处
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期5-9,共5页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)(2009AA10Z407)
文摘
为了提高玉米秸秆的酶解率,对玉米秸秆进行膨化预处理,以乙醇质量浓度为影响值设计实验,研究时间、含氮量、温度、酵母比例四因素对发酵过程的影响。通过单因素试验及正交试验确定了双酵母发酵的最佳试验条件为48 h、含氮质量分数0.25%、33℃、酿酒酵母与毕赤酵母体积比3∶7,乙醇质量浓度可达10.2 g/L。本试验为秸秆乙醇的产业化生产提供技术依据。
关键词
玉米秸秆
膨化预处理
混菌发酵
乙醇
酶解
Keywords
corn straw
expansion pretreatment
mixed-fermentation
ethanol
enzymatic hydrolysis
分类号
TQ223.122 [化学工程—有机化工]
TQ920.6 [轻工技术与工程—发酵工程]
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职称材料
题名
棉籽膨化浸出工艺应注意的一些问题
被引量:
2
7
作者
涂果
冯广军
机构
郑州力德工程技术有限公司
河南省商丘市睢阳油脂厂
出处
《中国油脂》
CAS
CSCD
北大核心
2001年第3期25-26,共2页
文摘
棉籽作为高含油油料的挤压膨化工艺技术以其突出的优点 ,日益被人们所认可。虽然该工艺技术在我国刚刚起步 ,但其发展方向是好的。从棉籽清选、剥壳、轧坯、蒸炒、膨化及浸出等方面进行分析讨论 ,理论与实际相结合 ,就棉籽在膨化浸出工艺中应注意的问题进行探讨 。
关键词
棉籽
膨
化
浸出工艺
油料
制油
挤压
膨化预处理
分类号
TS224 [轻工技术与工程—粮食、油脂及植物蛋白工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
膨化预处理提升软木生物炭的染料吸附性能及其作用机制
李承禹
方佳颖
王启航
曾令顺
母军
《北京林业大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
碱结合挤压膨化预处理法对稻壳多糖及结构的影响
董丽辉
韩建春
《食品工业科技》
CAS
CSCD
北大核心
2012
2
在线阅读
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职称材料
3
油脂工业中膨化预处理新工艺简介
王尔惠
《粮油食品科技》
2001
3
在线阅读
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职称材料
4
挤压膨化预处理工艺的理论与实践
于喆
段文生
《中国油脂》
CAS
CSCD
北大核心
2002
2
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职称材料
5
挤压膨化辅助提取玉米蛋白粉中玉米黄色素工艺优化
焦岩
常影
余世锋
王燕
薄力影
郑喜群
《食品科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
4
在线阅读
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职称材料
6
双酵母发酵膨化秸秆酶解液产乙醇研究
王晓明
邵丽杰
曹焱鑫
张欢
董晓莹
于美玲
寇巍
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2015
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
7
棉籽膨化浸出工艺应注意的一些问题
涂果
冯广军
《中国油脂》
CAS
CSCD
北大核心
2001
2
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职称材料
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