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膨化稻壳的结构表征及固定化α-淀粉酶的研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2020年第11期43卷 1556-1562页

作者：夏潇潇陈群湛琴琴孙季贾彦敦合肥学院生物食品与环境学院安徽合肥230601 安徽徽之润食品股份有限公司安徽淮南237000

文章以实验室制备的膨化稻壳作为吸附载体,进行α-淀粉酶的固定化实验研究。对制备的膨化稻壳进行表征分析,结果表明稻壳膨化后结构更加疏松,—COO—和—OH等活性基团大量暴露,比表面积增大128%、孔容增加18%、平均孔径减小29%。通过正... 详细信息

文章以实验室制备的膨化稻壳作为吸附载体,进行α-淀粉酶的固定化实验研究。对制备的膨化稻壳进行表征分析,结果表明稻壳膨化后结构更加疏松,—COO—和—OH等活性基团大量暴露,比表面积增大128%、孔容增加18%、平均孔径减小29%。通过正交试验得到优化固定化条件为:酶质量浓度1.0 mg/mL,海藻酸钠质量分数1.6%,膨化稻壳加量0.15 g,戊二醛体积分数0.4%,在此条件下固定化效率为95.7%。固定化酶的最适温度为70℃,最适pH值为6.0;固定化酶在进行6次循环使用后其相对酶活仍达53.85%,各方面性能均优于游离酶。

关键词：膨化稻壳表征 α-淀粉酶固定化优化

膨化稻壳对Cu^(2+)-Pb^(2+)二元离子溶液体系的吸附行为研究

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化工新型材料 2017年第8期45卷 208-210,213页

作者：张永德梁宣周建罗学刚西南科技大学生物质材料教育部工程研究中心绵阳621010 北京有色金属研究总院北京100088

以稻壳(RRH)为原料,通过膨化改性制得吸附材料。对比膨化稻壳(ERH)与其他常用吸附剂如椰壳活性炭、硅藻土、皂土和离子交换树脂等吸附剂的吸附性能,研究其对Cu^(2+)-Pb^(2+)二元重金属离子的吸附特性。结果表明,与未改性RRH相比,经膨化... 详细信息

以稻壳(RRH)为原料,通过膨化改性制得吸附材料。对比膨化稻壳(ERH)与其他常用吸附剂如椰壳活性炭、硅藻土、皂土和离子交换树脂等吸附剂的吸附性能,研究其对Cu^(2+)-Pb^(2+)二元重金属离子的吸附特性。结果表明,与未改性RRH相比,经膨化改性后的稻壳表面结构疏松、层层多变、结构粗糙。在Cu^(2+)-Pb^(2+)二元体系中,ERH吸附Cu^(2+)和Pb^(2+)的最大吸附容量分别为7.13mg/g和10.6mg/g。同时,ERH对于Pb^(2+)的吸附能力大于Cu^(2+)的吸附能力,具有一定选择性,而离子交换树脂和皂土吸附容量都较高,对Cu^(2+)-Pb^(2+)二元金属离子吸附选择性不明显。通过拟合分析,ERH吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir单分子层吸附模型。

关键词：膨化稻壳吸附铜离子铅离子选择性

膨化稻壳基重金属吸附新材料动力学及机理研究

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膨化稻壳基重金属吸附新材料动力学及机理研究

作者：邓再芳西南科技大学

学位级别：硕士

在国家“十一五”科技支撑计划课题《矿冶重金属废水生物质吸附材料的研制与应用》(批准号:2007BAB18B08)的资助下,以农业废弃物天然稻壳为原料,对其进行膨化改性,制备出一种新型吸附剂—膨化稻壳基吸附材料。利用膨化稻壳基吸附材料作... 详细信息

在国家“十一五”科技支撑计划课题《矿冶重金属废水生物质吸附材料的研制与应用》(批准号:2007BAB18B08)的资助下,以农业废弃物天然稻壳为原料,对其进行膨化改性,制备出一种新型吸附剂—膨化稻壳基吸附材料。利用膨化稻壳基吸附材料作为吸附柱填料,对Cu、Pb、Zn、Cr、Cd以及Ag六种重金属离子的吸附特性、吸附动力学、吸附机理进行了研究。研究结果如下: 1、膨化稻壳吸附性能的研究结果表明:当Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ag的初始浓度分别为10、40.26、12.8、11.75、10、16.41 mg/L,流速为10 mL/min,柱高变化为3 cm时,单位吸附量分别为5.951.54、25.6777.985、5.181.33、6.111.687、5.15.366、6.034.869 mg/g;当Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ag的初始浓度分别为10、40.26、12.8、11.75、10、16.41 mg/L,柱高为6 cm,流速变化为55 mL/min时,单位吸附量分别为3.763.005、26.8867.982、4.51.807、5.313.722、4.624.639、5.008.558 mg/g;当吸附柱高为6 cm,流速为10 mL/min,Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ag的初始浓度变化分别为100、2610、12.85、8.50、100、7.453.23 mg/L时,单位吸附量分别为3.54.333、13.441.196、4.447.752、4.762.579、4.154.512、3.211.354 mg/g。 2、利用Bohrat–Adams模型拟合不同填料高度下的试验数据,结果表明:膨化稻壳对Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ag的吸附容量(N0)分别达到了509.556、589.839、670.353、631.958、552.019、789.731 mg/L。 3、活性炭和天然稻壳的对比实验结果表明:当Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ag的初始浓度分别为10、40.26、12.8、11.75、10、16.41 mg/L,流速为10 mL/min,柱高为6 cm时,膨化稻壳的单位吸附量分别为4.389、18.87、4.447、5.005、4.154、4.997 mg/g;天然稻壳的单位吸附量分别为2.634、10.755、2.714、3.387、1.86、3.106 mg/g;活性炭的单位吸附量分别为3.184、15.458、3.664、4.148、2.99、4.121 mg/g。 4、利用浓度为0.01mol/L的盐酸对膨化稻壳柱进行脱附试验,以及循环利用试验,结果表明:对Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ag的脱附率分别达到了96.424、84.176、87.047、92.209、83.45、89.166 %;到第20次循环时,膨化稻壳柱对Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ag的总吸附量分别为第一次使用时总吸附量的41.412、25.661、35.979、33.232、30.433、28.017 %。 5、膨化稻壳基吸附新材料对重金属离子的动力学研究结果表明:整个吸附过程中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ag粒内扩散控制步骤活化能分别为49.3、55.6、57.9、41.2、41.3、41.8 KJ/mol;膜扩散控制步骤活化能分别为23.7、27.3、26.2、23.1、30.7、21.1 KJ/mol。 6、结合膨化稻壳的吸附特性和理化性质,分别从化学吸附和物理吸附两个方面,探讨了膨化稻壳对重金属离子的吸附机理。结果表明:膨化稻壳上的羧基和羟基与重金属离子发生离子交换反应,导致重金属离子的吸附;膨化稻壳本身显碱性,对重金属离子进行碱沉淀;大量的活性基团和大分子结构,有利于络合或者螯合重金属离子;天然稻壳经膨化后暴露了更多的活性位点,增加了与重金属离子的接触机会,有利于重金属离子的吸附;膨化稻壳结构疏松,比表面积增加,有利于重金属离子的吸附。其中膨化稻壳对Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ag吸附由离子交换产生的吸附量分别占总吸附量的21.396、10.974、15.435、15.336、33.854、29.777 %;由酸碱沉淀产生的吸附量分别占总吸附量的12.586、7.013、8.292、15.964、11.285、8.041 %。综合各种实验数据及理论分析可以推断,膨化稻壳基吸附新材料在环境保护,特别是重金属废水处理及环境修复方面具有重大的应用价值。

关键词：膨化稻壳重金属离子吸附柱动力学机理

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膨化稻壳对重金属离子的吸附与机理研究

膨化稻壳对重金属离子的吸附与机理研究

作者：梁宣西南科技大学

学位级别：硕士

本课题在国家“十一五”科技支撑计划课题《矿冶重金属废水生物质吸附材料的研制与应用》(批准号：2007BAB18B08)的资助下，以我国丰富农林废弃物天然稻壳(RRH)为原料，围绕环境友好，从废弃资源高效利用和减少化学污染的角度出发，利... 详细信息

本课题在国家“十一五”科技支撑计划课题《矿冶重金属废水生物质吸附材料的研制与应用》(批准号：2007BAB18B08)的资助下，以我国丰富农林废弃物天然稻壳(RRH)为原料，围绕环境友好，从废弃资源高效利用和减少化学污染的角度出发，利用天然稻壳简单物理改性得到的膨化稻壳，系统研究了该材料对Cu、Pb、Ag三种重金属离子的一元，二元重金属离子混合溶液的研究特性，并在相同实验条件下，以天然稻壳、椰壳活性炭、硅藻土、皂土和离子交换树脂的吸附特性进行对比实验。在此基础上对膨化稻壳吸附重金属离子的机理进行了探讨。其结论如下所示： (1)膨化稻壳的红外图谱显示，其表面含有胺基，-COOH比天然稻壳表面有更多的甲基和亚甲基裸露。比表面积比天然稻壳略低，但是孔体积由0.00780增大到0.0105cm/g。等电点由2.2增加到2.6，当pH值大于等电点时材料表面带负电荷。膨化稻壳的粉末电阻由天然稻壳的4.83G降低到577M。XRF显示材料含有SiO含量约为21.8%，且XRD分析其SiO为无定型游离态结构。TG显示膨化稻壳的分解温度为294.39℃。SEM显示膨化稻壳相比天然稻壳具有粗糙的表面，整体结构蓬松。EDS对比分析结果显示，SiO主要是聚集在材料表面包状结构处。 (2)在常温下膨化稻壳对Cu重金属离子的吸附模型更加符合Langmuir单分子层吸附，最大吸附量为11.8mg/g。动力学分析结果均可以用准一级和准二级方程来描述，在90min达到平衡且去除率为83%。膨化稻壳的最佳吸附pH值在4-6之间。热力学研究结果为：膨化稻壳吸附重金属离子Cu属于放热反应过程，且为低温下自发反应过程。对于在常温下吸附容量的考察表明，膨化稻壳的吸附容量优于天然稻壳和所选硅藻土的吸附容量4.71mg/g和3.60mg/g。 (3)在常温下膨化稻壳对Ag重金属离子的吸附模型更加符合Langmuir单分子层吸附，最大吸附量为18.6mg/g。且动力学实验分析结果可符合准二级程，反应到600min时达到吸附平衡去除率为60.3%。膨化稻壳在重金属Ag溶液环境下，最佳吸附pH值在3-5之间。关于热力学研究结果为：在低温环境下，膨化稻壳吸附重金属离子Ag属于低温下自发反应，为吸热吸附反应。常温下吸附容量的考察表明，膨化稻壳的吸附容量明显优于天然稻壳、硅藻土和皂土的吸附容量3.69mg/g、10.3mg/g和17.0mg/g。 (4)常温下膨化稻壳对Pb重金属离子的吸附模型更加符合Langmuir单分子层吸附，最大吸附量为40.2mg/g。动力学结果符合准二级方程，在260min左右吸附平衡去除率为95.2%。膨化稻壳的最佳吸附值为pH=6。膨化稻壳吸附重金属离子Pb属于自发反应过程，升高温度不利于它的吸附反应。对于在常温下最大吸附容量的考察表明，膨化稻壳的吸附容量明显优于对比吸附材料天然稻壳、椰壳活性炭，硅藻土、皂土、离子交换树脂，分别为11.2mg/g、31.0mg/g、23.4mg/g、30.1mg/g和32.6mg/g。 (5)膨化稻壳对于二元混合体系Cu-Ag，膨化稻壳吸附Cu和Ag的最大吸附量为：11.7mg/g和4.49mg/g。Cu的吸附过程仍然符合Langmuir单分子层吸附模型。在Cu-Pb混合体系中：膨化稻壳对于Cu和Pb的最大吸附量分别为7.13mg/g和10.6mg/g。 (6)D-R模型拟合的数据分析，单离子体系中膨化稻壳吸附重金属离子Cu、Ag、Pb的吸附过程分别以离子交换、物理吸附、物理吸附占主导作用。对于Cu的吸附方式无论是单离子体系还是多离子体系，吸附过程基本上都符合离子交换吸附机理。Cu和Pb互相阻碍了吸附，导致两种离子的吸附量都发生很大程度的减少。对于Pb的吸附方式由单离子体系的物理吸附转变为离子交换占主导作用的吸附机理。综合各种实验数据及理论分析表明，膨化稻壳对于重金属离子的吸附具有良好的吸附效果和一定的选择性，在重金属水污染领域有较强应用潜质。单离子体系的吸附机理会随着多离子的加入而发生改变。

关键词：膨化稻壳重金属离子吸附吸附机理

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膨化稻壳可作畜禽饲料

饲料工业 1987年第2期 48-48页

作者：曹旭铉

生稻壳由于其纤维组织被硅酸盐类物质复盖包围,形成很坚硬的组织结构,不能被动物消化,并对动物胃肠道有防碍,所以用作饲料是没有营养价值的,作为粗饲料和增量物料使用也是不可能的。但本发明者对稻壳进行了特殊处理,改变了稻壳原有的结... 详细信息

生稻壳由于其纤维组织被硅酸盐类物质复盖包围,形成很坚硬的组织结构,不能被动物消化,并对动物胃肠道有防碍,所以用作饲料是没有营养价值的,作为粗饲料和增量物料使用也是不可能的。但本发明者对稻壳进行了特殊处理,改变了稻壳原有的结构及性质,使其成为粗饲料和增量物料的目的终于实现了。这种处理方法是在稻壳内加入10％～60％的水,最好是把水分调整到30％～35％。含水率不足10％的

关键词：膨化稻壳饲喂饲养外部加热粗料粗饲料

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膨化稻壳可作为蛋鸡饲料添充料

饲料与畜牧（新饲料） 1992年第2期 7-9页

作者：崔凤珍崔少东辽宁省粮食科学研究所本溪县饲料公司

采取随机编组法,将供试20周龄海兰鸡分为4组,经两周预试后,以不同比例(0%、5%、10%、15%)的膨化稻壳取代等量的麸子或玉米,制成混合饲料,试喂45日。结果表明:5～10%膨化稻壳添加量与基础日粮间各项指标差异不显著(P>0.05),15%膨化稻壳... 详细信息

采取随机编组法,将供试20周龄海兰鸡分为4组,经两周预试后,以不同比例(0%、5%、10%、15%)的膨化稻壳取代等量的麸子或玉米,制成混合饲料,试喂45日。结果表明:5～10%膨化稻壳添加量与基础日粮间各项指标差异不显著(P>0.05),15%膨化稻壳与基础日粮间各项指标差异显著(P膨化稻壳厂、养鸡场的效益,就更为可观了。

关键词：鸡膨化稻壳饲料添加剂

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再谈稻壳膨化机及膨化稻壳的应用

饲料工业 1986年第6期 24-24页

作者：曹旭铉辽宁省农牧业机械研究所

我国是一个盛产水稻的国家,据不完全统计,1985年稻壳总产量达3363多万吨,而且还在继续增多。因此稻壳的处理问题是急待解决的一个新课题。目前我国对稻壳利用的研究上有了一些新的突破,比如除了过去的粉碎稻壳做饲料、无柴或少柴地区做... 详细信息

我国是一个盛产水稻的国家,据不完全统计,1985年稻壳总产量达3363多万吨,而且还在继续增多。因此稻壳的处理问题是急待解决的一个新课题。目前我国对稻壳利用的研究上有了一些新的突破,比如除了过去的粉碎稻壳做饲料、无柴或少柴地区做燃料、制酒副料、包装充填物等外,近年来随着技术的发展,又有做为建筑材料用的稻壳纤维板,做为新型燃料用的稻壳炭棒等新的处理方

关键词：膨化稻壳膨化机挤压蒸煮机物理处理污水处理

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稻壳膨化机主要技术参数的试验研究

农业工程学报 1986年第4期3卷 70-80页

作者：郑福庭郝红崔赞洙沈阳农业大学

为了明确稻壳膨化机主要技术参数对膨化机性能指标的影响,本文对主要技术参数(螺杆转速 N,螺距 L,间隙△以及稻壳含水率 Mc%对膨化机性能指标(生产率 Q,度电产量 q,膨化压力P)的影响进行了试验分析.采用回归旋转设计法,建立了度电产量... 详细信息

为了明确稻壳膨化机主要技术参数对膨化机性能指标的影响,本文对主要技术参数(螺杆转速 N,螺距 L,间隙△以及稻壳含水率 Mc%对膨化机性能指标(生产率 Q,度电产量 q,膨化压力P)的影响进行了试验分析.采用回归旋转设计法,建立了度电产量等项指标的数学模型,通过对主要技术参数的最优化设计,确定了一组参数的最优组合,从而使膨化机性能指标达到了最优。

关键词：主要技术参数产量性能指标含水率含水量膨化稻壳生产率挤压蒸煮机膨化机试验研究

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稻壳膨化饲料的研究

沈阳农业大学学报 1986年第S1期 14-18页

作者：郑福庭崔赞洙王英虹尚慧贞

本文通过实验着重介绍了稻壳在螺旋式压力机的作用下的膨化工艺和其细胞结构变化情况,指出,稻壳膨化后.细胞壁遭到破坏,纤维素和半纤维素等受到了膨化.体积变得疏松膨软,有利于畜禽唾液中的酶混入,因此,可以提高消化率,使其营养物质得... 详细信息

本文通过实验着重介绍了稻壳在螺旋式压力机的作用下的膨化工艺和其细胞结构变化情况,指出,稻壳膨化后.细胞壁遭到破坏,纤维素和半纤维素等受到了膨化.体积变得疏松膨软,有利于畜禽唾液中的酶混入,因此,可以提高消化率,使其营养物质得到吸收。因此,膨化稻壳是一种有发展前途的.经济实惠的能量饲料。

关键词：膨化稻壳膨化工艺细胞结构含水量生产率畜禽唾液消化率含水率分泌液膨化饲料挤压蒸煮机