以甘蔗渣为原料制备高性能吸附剂及其应用研究.doc

序号： 编码： 第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书 作品名称：以甘蔗渣为原料制备高性能吸附剂及其应用研究 学校全称： 华南农业大学 申报者姓名 （集体名称）： 何连芳 陈翠锦 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类 说 明1申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上（文章版面尺寸14.522cm），附于申报书后，论文不超8000字，调查报告不超15000字。6作品申报书须按要求由各校竞赛组织协调机构统一寄送。7其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。A1申报者情况（个人项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）；2本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。姓 名何连芳性别女出生年月.申报者情况学校全称华南农业大学专 业制药工程现学历本科年级级学制年入学时间.作品全称以甘蔗渣为原料制备高性能吸附剂及其应用研究毕业论文题目无通讯地址广州市天河区华南农业大学邮政编码单位电话常住地通讯地址华南农业大学泰山学生公寓邮政编码住宅电话合作者情况姓 名性别年龄学历所在单位陈翠锦女本科华南农业大学资源环境学院制药工程资 格 认定学校学籍管理部门意见 是否为2011年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类高等院校中国学生（含专科生、本科生和研究生）。是 否若是，其学号为： （部门盖章） 年 月 日院系负责人或导师意见 本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果。 是 否 负责人签名： 年 月 日B1申报作品情况（自然科学类学术论文）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3作品分类请按作品的学术方向或所涉及的主要学科领域填写；4硕士研究生、博士研究生作品不在此列。作品全称以甘蔗渣为原料制备高性能吸附剂及其研究应用作品分类（ E ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路一、 作品撰写目的我国是一个水资源匮乏的国家，水资源在时间、空间上的分配都十分不均匀，也是全球人均水资源最贫乏的国家之一，人均水资源占有量不足2,200立方米，只有世界平均水平的30%。尽管如此，我国的水体污染却呈现逐年上升的趋势。我国是一个纺织工业大国，印染制革业排出的废水严重污染我国的水土，多年来印染废水和制革废水的处理一直是个难题。据统计，2006年，中国废水排放总量达到536.8亿吨，其中工业废水排放量240.2亿吨，占排放总量的44.7%。废水排放居于前四位的行业依次为造纸、化工、电力和纺织。这四个行业排放的废水占重点统计企业废水排放量的53.9%。水体污染不仅破坏水生生态系统，而且造成水质性缺水，使工农业、生活受到严重的影响，也严重威胁到我们人类的健康。因此，对废水采取经济的综合治理，使之达到国家污水的排放标准，严格治理水体污染，减轻环境压力，无疑成为社会一个亟需解决的问题。印染、制革废水是水体污染的重要组成部分，造纸、纺织业在生产过程中排放大量污水，严重影响生态环境，给人们生活、生产带来极大的危害。印染废水主要来源于加工过程中的漂染、印花、整理等工艺，多重工艺造成印染废水成分复杂，污染源众多，部分的企业没有按照国家标准排放污水，造成环境受到严重破坏。印染、制革废水中大多含有水溶性的有机染料，如活性染料、阴离子染料、酸性染料等，甚至会含有重金属离子。目前，对于水体污染的处理方法有很多，主要是物理化学吸附。现阶段不少吸附染料的材料都具有良好的吸附性能，然而这类吸附剂存在着很多显著的缺陷：（1）制备工艺复杂；（2）原材料成本高；（3）易造成环境二次污染；（4）吸附对象单一，不具备多效功能，增加污水处理成本。而能够同时吸附有机染料和重金属离子的研究也未见报。寻找一种高效环保、可同时吸附印染废水中的有机染料以及重金属离子，且价格低廉的吸附剂，对治理水污染有更广泛的实际应用意义，同时具有广阔的市场。我国制糖工业发达，甘蔗作为一种主要的制糖原料，每年都会产生大量的废弃物甘蔗渣。甘蔗渣是一种多糖纤维结构，疏松多孔可作为吸附剂使用，但是甘蔗渣成分较复杂，直接作为吸附剂，其吸附能力不佳，因此需要对甘蔗渣进行改性，使其可以变废为宝，实现资源的再利用，促进可持续发展。因此高产量、可修饰性强的农业废弃物甘蔗渣成了一个比较佳的选择。本实验使用废弃的甘蔗渣作为原料，制备一种可以同时吸附有机染料（伊红）和重金属离子（Cu2+、Cr3+）的多效吸附剂，有利于吸附处理印染、制革污水的多重成分，改善污水处理过程中多次处理、分类处理的繁琐工艺状况，节约生产成本，有利于经济的可持续发展，改善水体生态环境。二、 作品撰写基本思路国内外对废水治理的研究已取得了较大的进展，但是印染废水和制革废水的处理仍然是个棘手的难题，这些废水里既含有重金属离子，又含有染料等大量有机污染物，可同时吸附有机染料以及重金属离子吸附剂的研究的相关文献资料尚未见报道。我国是印染大国，特别是在珠三角地区，印染业是重要的传统产业之一，印染工业产生大量含有有机染料以及重金属离子的废水，为了降低染料废水综合治理的成本，研究一种可以同时吸附有机染料以及重金属离子的吸附剂将会是一种有效的手段。甘蔗是制糖的主要原料，工业生产每年都产生数以亿万吨的废弃甘蔗渣。废弃的甘蔗渣虽然可以用来生产纸张、做动物的饲料等，但是附加值低。现阶段对甘蔗渣的研究表明，甘蔗渣在吸附性能方面有较好的前景。甘蔗渣对水体有一定的增肥能力，对部分有机染料和金属离子有轻微的吸附作用，在吸附性能方面。因此，以甘蔗渣为原料制备一种廉价易得、经济环保、可同时吸附印染废水中的有机染料以及重金属离子的吸附剂无疑是较优的选择。甘蔗渣对染料以及金属离子具有一定的吸附能力，但这能力不显著。基于此，我们必须对其进行化学修饰，使其吸附能力得到显著提高，从而可大规模的应用于工业废水如印染废水、制革废水的治理中，促进甘蔗渣吸附剂的商品化。本实验研究了改性甘蔗渣在不同的pH、温度、染料/重金属的初始浓度的吸附性能，从而得出改性甘蔗渣的最佳吸附条件。 甘蔗渣吸附实验的吸附机制属于物理吸附。1.改性甘蔗渣形成了布满阳性离子NH4+的表面，根据异性电荷间有较强相吸能力的原理，改性甘蔗渣对表面显阴性的染料伊红将会有较强的吸附性能；2.处理含有重金属离子的溶液时，改性甘蔗渣与重金属离子之间发生螯合反应，除去重金属离子； 整个研究主要包括三个部分：1.甘蔗渣废弃物的预处理及其改性2.甘蔗渣以及改性甘蔗渣的结构表征3.吸附实验。 实验步骤如下：1.甘蔗渣的预处理。将新鲜甘蔗渣用水浸泡至不含糖分，然后在105 下，干燥约12 ，搅拌机搅碎，研磨成细粉，过筛备用；2.改性甘蔗渣的合成。取经过预处理的一定量甘蔗渣，用2NaOH溶液搅拌过夜。抽滤，用无水乙醇洗至中性，取上述滤渣，加入500 L的三口圆底烧瓶中，滴加10 L环氧氯丙烷，加入2的NaOH溶液，40 下反应约24 ，继续滴加四乙烯五胺10 L，反应约24 ；抽滤，用无水乙醇洗至中性，55 下干燥约24 ； 实验原理：甘蔗渣的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，结构中含有大量的羧基COOH和羟基OH，在碱性条件下，加入环氧氯丙烷，含有纤维素等成分的甘蔗渣被活化，环氧氯丙烷开环，引入四乙烯五胺NH2(CH2CH2NH)3CH2CH2NH2，在碱性条件开环的情况下，NH2(CH2CH2NH)3CH2CH2NH2接枝到甘蔗渣表面，使甘蔗渣表面显阳性，从而对酸性、显阴性的离子如有机染料伊红有较好的吸附能力。3.结构表征。使用溴化钾压片法，测改性前后的甘蔗渣的红外谱图，研究改性前后甘蔗渣表面的结构差异。4.吸附实验1）做预实验：初步断定实验的可行性，预测较佳的吸附剂的量；2）甘蔗渣吸附染料伊红溶液的实验分别研究吸附剂的用量、pH、吸附时间、样品初始浓度对甘蔗渣吸附性能的影响；3）甘蔗渣吸附含重金属离子溶液的实验分别研究pH和吸附时间对甘蔗渣吸附性能的影响作品的科学性、先进性及独特之处在印染行业的污水治理中，主要方法有：1.物理絮凝沉淀法（对活性、酸性等小分子的水溶性染料的脱色效率较差）2.电化学法（虽然对活性、酸性染料的吸附性能较好，但是消耗电能较大，生产成本高，使用不方便）3.催化氧化法（选择性较差或几乎没有，不但成本高，还会对环境造成一定的影响）4.生物活性碳法（运行管理比较复杂、处理程度很难加以控制，而且活性炭价格昂贵、吸附容量小，在使用上受到较大的限制，活性炭与微生物联合起来使用，虽然吸附量得到了一定的提高，但与成本的提高程度相互对比，是不足一提的）5.吸附法（多使用活性炭、硅聚物、工业炉渣作为吸附剂的原料，对多种染料废水具有良好的脱色效果，但是费用相对较高）。目前，处理印染废水多使用吸附法，但是成本比较高，很难得到广泛普及。研究开发一种高效低成本的吸附剂是吸附法研究的趋势，考虑到环境保护问题，还要求吸附剂必须是环境友好型、生物可降解的材料。在我国（尤其在南方地区，如广东省、海南省），甘蔗渣产量大，廉价易得，具有生物可降解性，不造成二次污染。使用甘蔗渣做改性吸附剂的原料，不仅可以大大减低制作成本，同时也可以成为废弃甘蔗渣有效再利用的新途径。本作品所研究的新型吸附剂，以环保型的农业废弃物甘蔗渣和价格便宜的四乙烯五胺作为原料，通过加入几乎没有毒性的而且也较廉价的环氧氯丙烷，使四乙烯五胺上的氨基接枝到甘蔗渣表面，制备成一种廉价易得、能够对印染废水进行综合治理的新型环保吸附剂。相对于目前吸附剂较多存在吸附对象单一，储藏、运输、使用不方便，生产工艺复杂，成本高的现状，易造成二次污染的现状。本实验研究的吸附剂具有以下优点： 1.改性甘蔗渣的吸附对象为印染废水和制革废水，有利于改善工业上污水处理的多次处理，分类处理的状况，显著降低生产成本；2.该吸附剂所采用的原料为农业废弃物，分布极广，在原料上大大降低了生产成本，同时可作为废弃物循环再用的新途径，有利于资源再利用；3.吸附剂的合成工艺简单，使用方便，可推广性强；4.该改性甘蔗渣吸附剂是一种环境友好型、不带来二次污染的吸附材料，体现了可持续发展的理念。本研究所得到的改性甘蔗渣吸附剂在脱色以及去除重金属离子的治理中，具备高效、环保、可同时吸附印染废水中的有机染料以及重金属离子等优势，是治理印染废水最佳的选择。作品的实际应用价值和现实意义. 可同时处理处理高浓度的印染废水和制革废水等工业废水以及含重金属离子的实验废水。. 原料是农业的废弃物甘蔗渣，成本低廉、环保节能。. 吸附剂的合成工艺比较简单，制备成本较低，具有很强的市场竞争能力.改性后甘蔗渣的吸附性能比改性前的甘蔗渣有具有很大的提高。学术论文文摘摘要：多年来印染废水和制革废水的处理一直是个难题。制备廉价易得、吸附性能优异的吸附材料是治理这类废水的理想手段。本研究通过环氧氯丙烷的开环引入四乙烯五胺对处理过的甘蔗渣（sugarcane bagasse，SB）进行改性，制备成对有机染料伊红和重金属离子Cu、Cr有较强吸附性能的吸附剂，并对甘蔗渣和改性的甘蔗渣（modified sugarcane bagasse，MSB）的结构进行了红外光谱表征。分别探讨了吸附有机染料伊红以及吸附重金属离子Cu、Cr的吸附动力学和吸附等温线，研究了样品的初始浓度、pH、温度等因素对吸附的影响。结果表明，当溶液pH为时，MSB对有机染料伊红的吸附量比SB提高了倍，对重金属离子Cu、Cr的吸附量也大大强于SB，反映MSB是一种吸附性能优异的吸附剂，适用于治理印染废水和制革废水。关键词：改性甘蔗渣环氧氯丙烷四乙烯五胺吸附有机染料重金属离子Study of preparation of an excellent absorbent using sugarcane bagasse as material and their applicationsAbstract: Tannery wastewater printing and dyeing wastewater is a powerful pollutant.It can cause severe environmental problems related to its high chemical oxygen demand (COD) together with elevated chrome concentration and deep colour content . In this study, in order to obtain an excellent absorbent with high absorption capability, rich in raw materials and inexpensive, sugarcane bagasse was modified to absorb heavy metal ion and dye.In this study, we use discarded sugarcane bagasse(SB) as raw material, through the introducing of Epichlorohydrine and Tetraethylenepentamine, we has the treated Sugarcane Bagasse modificated .As a result ,we obtain an absorbent that is doubling absorbability of organic dye Eosin and heavy metal ion Cu2+、Cr3+. In the meantime, the structure of the SB and MSB are characterized by IR. The effect factors of absorbability of the SB and the MSB, such as pH , concentration ,temperature and so on were discussed. Based on the study results, it is concluded that the absorbability of MSB is far more superior to SB,and MSB is a kind of efficient biosorbent for treating with the organic dye Eosin and heavy metal ion Cu2+、Cr3+.Key words:ModificationSugarcane Bagasse(MSB), Epichlorohydrine，Thetetraethylenepentamine, absorben，organic dye, heavy metal ion 作品在何时、何地、何种机构举行的会议上或报刊上发表及所获奖励于2011年3月获华南农业大学“丁颖杯”竞赛特等奖鉴定结果请提供对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录 胥维昌.染料行业废水处理现状和展望(J)，燃料和染色，2002年06期 Song, Z., Williams, C. J., & Edyvean, R. G. J. (2000). Sedimentation of tannery wastewater. Water Research, 34, 2171-2176. Crini, G. (2006). Non-conventional low-cost adsorbentsfor dye removal: A review. Bioresource Technology, 97, 1061-1085. 姜玉，庞浩，廖兵，甘蔗渣吸附剂的制备及其对Pb2+、Cu2+、Cr3+的吸附动力学研究J中山大学学报（自然科学版）2008 曲荣军等，金属离子吸附材料：制备结构性能M北京：化学工业出版社2009,144138 王瑀，王丹，商士斌，蔗渣基重金属离子吸附剂的制备J化学研究与应用2009 熊佰炼，崔译霖，张进忠，张明晓，邢赜，改性甘蔗渣吸附废水中低浓度Cd2+ 和Cr3+ 的研究J西南大学学报（自然科学版）2010 熊佰炼，张进忠，邢赜，甘蔗渣处理重金属废水的研究进展J中国资源利用（污水治理）2008 Osvaldo Karnitz，Jr.，Leandro Vinicius Alves Gurgel，Jlio Csar Perin de Melo, Vagner Roberto Botaro, Tnia Mrcia Sacramento Melo, Rossiniriam Pereia de Freitas Gil and Laurent Frdric Gil. Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasseC.Bioresource Technology(2007)1291-1297 Sara Gmez ,Juan Jose Gonzlez-Cabriales,Jos Alberto Ramrez,Gil Garrote,Manuel Vzquez. Study of the hydrolysis of sugar cane bagasse using phosphoric acid JJournal of food engineering 74(2006)78-88 Jnior, O. K., Gurgel, L. V. A., Freitas, R. P., & Gil, L. F. (2009). Adsorption of Cu(II), Cd(II), and Pb(II) from aqueous single metal solutions by mercerized cellulose and mercerized sugarcane bagasse chemically modified with EDTA dianhydride (EDTAD). Carbohydrate Polymers, 77, 643-650. Mall, I. D., Srivastava, V. C., & Agarwal, N. K. (2006). Removal of Orange-G and Methyl Violet dyes by adsorption onto bagasse fly ashdkinetic study and equilibrium isotherm analyses. Dyes and Pigments, 69, 210-223. Gurgel, L. V. A., Freitas, R. Pd., & Gil, L. F. (2008). Adsorption of Cu(II), Cd(II), and Pb(II) from aqueous single metal solutions by sugarcane bagasse and mercerized sugarcane bagasse chemically modied with succinic anhydride. Carbohydrate Polymers, 74, 922-929. 王正熙。聚合物红外光谱分析M。四川大学出版社（1989） 张庆乐，张文平，党光耀，秦琨，唐心强.玉米芯对废水重金属的吸附机制及影响因素（J），污染防治技术，2008年10月，第21卷第5期申报材料清单（申报论文一篇，相关资料名称及数量）1. 前言众所周知，印染废水和制革废水非常难处理1.2（因其中大量的有机污染物通常需用活性污泥等微生物处理，而里面含有铬等重金属离子，会杀死微生物），其中最常见的金属离子是铬。若能制备对染料和金属离子都有较高吸附能力的吸附剂，它们将有很好应用前景，而使用成本低廉来源广泛的且具有生物可降解性的天然高分子材料制备被吸附剂是目前研究的热点也是未来环保领域的趋势3。甘蔗渣是大量存在的废弃物，目前利用效率不高，获得的经济效益不高，若能将其改性成能够处理印染废水的优良吸附剂，就可化废为宝。目前，工业生产中，染料废水的去除方法主要有活性碳吸附法、絮凝法、膜分离法、生物膜法、氧化和臭氧法等，但这些方法不是吸附率较低，就是制备成本较高，而且容易带来二次污染。大量文献报道了甘蔗渣及其衍生物4-13因具有丰富的毛细管，对金属离子的吸附，效果较好。但对染料吸附能力较弱，可能原因是甘蔗渣表面为中性，与染料分子的不能有效结合，若能通过简单改性，获得对染料和重金属离子有较高吸附率的吸附剂，无疑将给这类废水的处理带来便利。本实验通过在甘蔗渣中引入四乙烯五胺，制备表面具有大量阳离子氨基的改性甘蔗渣，从而获得一种廉价易得、高效的、可以同时较好地吸附有机污染物（以染料伊红为模拟物）和重金属离子（以Cu2+、Cr3+离子为模拟物）的改性甘蔗渣吸附剂，用来处理废水。并对甘蔗渣和改性甘蔗渣的结构进行了红外光谱表征，且分别探讨了吸附有机染料伊红以及吸附重金属离子Cu2+、Cr3+的吸附动力学、吸附等温线，研究了溶液的pH等因素对吸附的影响。2. 实验部分对有机染料伊红的吸附实验量取20 mL伊红溶液于50 mL塑料瓶中，加入一定量的吸附剂后，置于恒温振荡器内，调节温度，转速为200 r/min震荡吸附一定时间后取出样品，过滤取清液。用2300紫外分光光度计，以蒸馏水为空白，在最大吸收波长 max=516.5 nm处检测待测溶液的吸光度。对重金属离子的吸附实验 Cu2+离子：量取25 mLCuSO4溶液于50 ml塑料瓶中，加入0.01 g吸附剂后，置于恒温振荡器内，调节温度，转速为200 r/min,震荡吸附一定时间后取出塑料瓶，过滤取清液，用原子吸收光谱法测定滤液中重金属离子的含量。Cr3+离子：方法同上。3. 结果与讨论SB和MSB的红外谱图下图为SB和MSB的FT-IR的谱图，红外光谱法是表征一种物质最直接的方法。从以下谱图中可以明显看出，跟SB对比，MSB谱图的杂峰较少，在1654.74 cm-1和1425.40 cm-1处有明显的吸收峰，这两处是酰胺键特有的吸收带，还有在666.49 cm-1处有一个很强的吸收峰出现，这些吸收峰都表明在MSB上存在酰胺键14。吸附伊红溶液时：pH值对吸附材料的影响吸附实验中，pH值是对吸附性能影响较大的一个条件。在伊红溶液浓度为200 mg/ml，吸附剂用量为0.02 g，吸附温度为25 ，吸附时间为6 h的条件下，初始pH对伊红吸附量的影响如图2所示。从图2可以看出，未改性甘蔗渣对伊红的吸附量在较低的水平，且受pH值的影响不大。pH值对改性甘蔗渣吸附伊红的能力有较大影响。pH值为6时，伊红的吸附量最大，在pH值710，随着pH的升高，伊红的吸附量有较大幅度的下降，可见弱酸性的环境条件有利于改性甘蔗渣对伊红的吸附，因此，在实际操作中，以pH值6为最佳吸附pH值，此时MSB对伊红的吸附量是甘蔗渣原料的19倍。吸附剂的用量对吸附的影响为了在实际治理印染废水的应用中既可以做到使有机染料的去除率达到最大，又做到使用的吸附材料达到最经济，因此我们研究了吸附剂的用量对吸附性能的影响。具体研究方案为：1.配制250 L浓度为200 L的伊红溶液，用氢氧化钠溶液调节值至6。2.分别准确称取甘蔗渣和改性甘蔗渣各3份。3.准确量取20 L伊红溶液于50 L的塑料瓶中，做好标志，并将对应的吸附剂材料加入到相应的塑料瓶中。4.将塑料瓶放入恒温震荡器内，设定温度为25 ,转速为200 rpm.恒温吸附2 后取出，过滤，取过滤清液。5.用2300紫外分光光度计，以蒸馏水为空白，在最大吸收波长 max=516.5 nm处测待测溶液的吸光度。6.整理数据，作图如下从上图明显可以看出MSB吸附剂的用量对吸附的影响很大，可以看成是呈一次线性的关系。然而，SB的投入量的多少对吸附的效果几乎没有产生什么影响，其吸附能力很容易得到饱和。可见对甘蔗渣进行改性后的吸附剂在治理印染废水中的活性、酸性、显阴性等的有机染料将会有很好的应用前景。吸附重金属Cr3+时：pH值对Cr3+吸附的影响 以MSB为吸附剂，改变溶液的pH值，探讨pH值对吸附效果的影响，结果如图10所示。试验表明，pH值对吸附效果有着显著的影响。从图中明显可以看出MSB对重金属Cr3+的吸附能力随pH值的增大而增强，当pH值为5时，达到最大值，可见弱酸性的环境条件有利于改性甘蔗渣对Cr3+的吸附。但是由实验数据显示，改性甘蔗渣对Cr3+的吸附没有达到一个比较理想的效果，还需要做进一步的研究。图10详细论文另附。科研管理部门签章 年 月 日 C.当前国内外同类课题研究水平概述 说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。国内外对废水治理的研究已取得了较大的进展。目前，工业生产中，印染废水的处理方法主要有活性碳吸附法、絮凝法、膜分离法、生物膜法、氧化和臭氧法等，但以上方法都存在吸附率较低、制备成本较高的缺点，不能推广使用。基于壳聚糖的推广，不少研究人员开展以壳聚糖及其衍生物进行吸附试验的研究。壳聚糖的来源虽广，但制作工艺较麻烦。为此，人们开始寻找一种廉价易得且具高效吸附力的吸附剂来处理废水。一些农产品废弃物具有吸附剂的作用，近年来，利用农产品废弃物作为原料，制备改性吸附剂用来处理废水的研究文献已陆续被出现。例如：1熊佰炼等人研究的甘蔗渣处理重金属废水的研究进展，其研究结果为蔗渣吸附阳离子的最适pH为5-10，甘蔗渣的吸附反应是一个放热反应等。2.张庆乐等人研究的玉米芯对废水重金属的吸附机制及其影响因素。其结果为不同地点的玉米芯的吸附性能是有一定的差异的。印染废水和制革废水的处理仍然是个棘手的难题，这些废水里通常含有重金属离子和染料等大量有机污染物，可同时吸附有机染料以及重金属离子吸附剂的研究的相关文献资料尚未见报道。我国是印染大国，特别是在珠三角地区，印染业是重要的传统产业之一，印染工业产生大量含有有机染料以及重金属离子的废水，为了降低染料废水综合治理的成本，研究一种可以同时吸附有机染料以及重金属离子的吸附剂将会是一种有效的手段。 以废弃农作物甘蔗渣作为吸附剂的原料，利用四乙烯五胺对其进行改性后用于废水处理，可以很好地处理印染废水和制革废水。D.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写；2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组 集体推荐亦可）；3推荐者填写此部分，即视为同意推荐；4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名吴启堂性别男年龄49职称教授、博导工作单位华南农业大学资源环境学院通讯地址华南农业大学资源环境学院邮政编码510642单位电话[phone]住宅电话推荐者所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述申请情况属实。请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价该实验以甘蔗渣为原料，通过在表面接枝大量的氨基，制备对印染废水和制革废水具有理想吸附性能的高效吸附剂，可以同时处理含有有机染料和重金属离子的难已处理的工业废水，思路新颖独特。同时，甘蔗渣是农业废弃物，变废为宝，成本低廉，具有生物可降解性，有利于环境经济的可持续发展。其它说明推荐者情况姓 名廖宗文性别男年龄64职称教授、博导工作单位华南农业大学资源环境学院通讯地址华南农业大学资源环境学院邮政编码510642单位电话[phone]住宅电话推荐者所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述申报情况属实。请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价我国纺织印染行业发达，废水对环境造成严重污染，针对目前吸附剂普遍存在价格高，吸附效果有限等问题，本实验探讨了以廉价的废弃甘蔗渣为原料，通过改性，制备对印染废水和制革废水具有优异的的性能的吸附剂。改吸附剂具有高效环保，制备工艺简单价格低廉等特点，具有广阔的市场前景。其它说明学校组织协调机构确认并盖章 （团委代章） 年 月 日 校主管领导或校主管部门确认盖章 年 月 日E大赛组织委员会秘书处资格和形式审查意见组委会秘书处资格审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处形式审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处审查结果合格 不合格 负责人（签名） 年 月 日F参赛作品打印处以甘蔗渣为原料制备高性能吸附剂及其应用研究 何连芳 陈翠锦（华南农业大学资源环境学院制药工程系）摘要：多年来印染废水和制革废水的处理一直是个难题。制备廉价易得，吸附性能优异的吸附材料是治理废水的理想手段。本研究通过环氧氯丙烷的开环引入四乙烯五胺对处理过的甘蔗渣（sugarcane bagasse，SB）进行改性，制备成对有机染料伊红和重金属离子Cu、Cr3+有较强吸附能力的吸附剂，并对甘蔗渣和改性的甘蔗渣（modified sugarcane bagasse，MSB）的结构进行了红外光谱表征。分别探讨了吸附有机染料伊红以及吸附重金属离子Cu、Cr3+的吸附动力学和吸附等温线，研究了样品的初始浓度、pH、温度等因素对吸附的影响。结果表明，当溶液pH为6时，MSB对有机染料伊红的吸附量比SB提高了18倍，对金属Cu2+ 、Cr3+的吸附量也大大强于SB，反映了MSB是一种吸附性能优异的吸附剂，适用于处理印染、电镀等废水的应用。关键词：改性甘蔗渣 环氧氯丙烷 四乙烯五胺 吸附 有机染料 重金属离子Study of preparation and applications of an excellent absorbent using sugarcane bagasse Abstract: Tannery wastewater printing and dyeing wastewater is a powerful pollutant. It can cause severe environmental problems related to its high chemical oxygen demand (COD) together with elevated chrome concentration and deep colour content .In this study, in order to obtain an excellent absorbent with high absorption capability, rich in raw materials and inexpensive, sugarcane bagasse was modified to absorb heavy me