2. 2. 2 溶解性能
取0. 10 g不同季铵化度的改性稻草秸秆,分别加入到锥形瓶中,加入100 mL蒸馏水,室温下搅拌1 h,观察其溶解情况。将离心得到的固体不溶物放入烘箱中烘干,称重,评价其溶解性能,结果如图4所示。
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由图4可以看出,随着季铵化度的提高,季铵化稻草秸秆的溶解度相应提高。这是因为引入水合能力强的季铵盐基团后,稻草秸秆内各组分的分子内和分子间的氢键作用被大大削弱,而增强了各组分与水分子间的水合作用,从而使其水溶性增大。但是,产品做不到完全水溶,主要是因为稻草秸秆未经过预处理,杂质较多,导致反应并不能完全进行,始终存在不溶物。此外,改性稻草秸秆中含有木质素季铵盐,其分子中的芳环结构具有憎水性,因此,改性产物不能完全溶解于水。
2.3 脱色试验
2. 3. 1 季铵盐化稻草秸秆质量对脱色效果的影响
按1. 4节方法采用不同质量的季铵盐化稻草秸秆对模拟印染废水进行脱色试验,研究季铵盐化稻草秸秆质量对脱色效果的影响,结果见图5。
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由图5可以看出,随着季铵盐化稻草秸秆质量的增加,脱色效果逐渐增强。当季铵盐化稻草秸秆质量为4 mg时,脱色效果最佳,此时对染液的脱色主要体现在絮凝和吸附的协同作用。达到最大值后,继续增加稻草季铵盐的质量,由于降低了结合产物的稳定性,使得季铵盐化稻草秸秆的絮凝效果下降[10, 13]。当絮凝效果降低到某值后,吸附作用占主导地位,继续增加其质量,脱色效果由最小值开始回升。
2. 3. 2 pH值对脱色效果的影响
脱色效果很大程度上决定于染液的原始pH值[10]。按1. 4节方法用稀释的HCl溶液或NaOH溶液调节染液pH值至2~10,加入4 mg季铵盐化稻草秸秆进行脱色试验,研究pH值对脱色效果的影响,结果如图6所示。
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由图6可以看出,季铵盐化稻草秸秆的脱色效果很好,适用的pH值范围广泛,可以作为一种新型的脱色剂。
3 结论
(1)稻草在适当条件下可以与醚化剂EPTMAC反应,得到较高季铵化度的改性产物。研究表明,在85℃,醚化剂EPTMAC与葡萄糖单元AGU摩尔分数比为10∶1, 1% NaOH的条件下反应6 h,可以得到季铵化度较高的改性稻草秸秆。该产物具有良好的水溶性,稻草季铵盐对活性橙K-GN染液的脱色效果达98%,且适用的pH值范围广泛。
(2)阳离子化改性稻草秸秆是一种价格低廉,脱色效果显著,且产品环境友好,可生物降解的新型絮凝剂。季铵盐化稻草秸秆不仅适用于活性染料废水的脱色,还能用于分散、酸性等染料废水的处理,这些研究后续将作报道。
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