氧化法改性玉米秸秆及其对Cu(Ⅱ)的吸附综合实验

王献玲, 王晓科, 吕建行, 焦运红, 黄洁, 韩冰, 秦江雷

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实验科学与技术 ›› 2025, Vol. 23 ›› Issue (02) : 68-77.

氧化法改性玉米秸秆及其对Cu(Ⅱ)的吸附综合实验

  • 王献玲, 王晓科, 吕建行, 焦运红, 黄洁, 韩冰, 秦江雷
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摘要

为促进学生掌握吸附法处理水中重金属污染的科研技术,寻找秸秆资源化新途径,设计了新型部分氧化法改性玉米秸秆(CS)及其对Cu(Ⅱ)的吸附综合实验。实验分别在O2和N2气氛,140~220℃下改性CS,以Cu(Ⅱ)为重金属目标物。通过氧化法改性的CS表面酸碱官能团含量的明显增加,有效提高了Cu(Ⅱ)的吸附量。结果表明:随改性温度升高,O2气氛改性改性秸秆(以CS-气氛-温度命名)CS-O2-T的总酸值、酚羟基、内酯基和总碱值的含量明显高于N2改性CS-N2-T。改性温度220℃时,CS-O2-220对Cu(Ⅱ)的吸附量比CS-N2-220提高34.5%,为原始CS的2.2倍。扫描电子显微镜(SEM)、比表面-孔径分布测试仪(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析研究表明改性CS对Cu(Ⅱ)的吸附主要是以内酯基、酚羟基和芳香结构为主的官能团与Cu(Ⅱ)发生了络合作用和阳离子-π配位。实验帮学生构建了吸附法处理废水中重金属的理论知识,掌握了秸秆改性的实验技能,培养了学生的科研创新能力。

关键词

玉米秸秆 / 氧化改性 / 吸附 / 铜离子 / 官能团

中图分类号

G642.423 / X703-4

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王献玲, 王晓科, 吕建行, 焦运红, 黄洁, 韩冰, 秦江雷. 氧化法改性玉米秸秆及其对Cu(Ⅱ)的吸附综合实验. 实验科学与技术. 2025, 23(02): 68-77

基金

2024年河北大学大学生创新创业项目(DC2024161); 河北省教改项目——一流专业背景下材料化学专业人才培养模式创新的探索与实践(2025GJJG042)

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