鞣质吸附甲醛的特性研究及应用

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落叶松鞣质、五棓子单宁酸作为我国丰富的林产资源得到了极大程度的发展和广泛应用。实验利用紫外分光光度计,分别探究了落叶松鞣质、五棓子单宁酸对甲醛的吸附效果。实验采用控制变量法找到了吸附甲醛的最适温度、最适pH值等。其中落叶松鞣质反应的最适温度为35℃,pH值为12,对甲醛的吸附率分别为39.3%和98.2%;五棓子单宁酸反应的最值温度为45℃、pH值为12,对甲醛吸附率分别为33.3%和72.1%;但在进行pH探究时发现不论是落叶松鞣质,还是五棓子单宁酸都表现出随着pH增加其对甲醛的吸附效果也随着增大,当pH值为12吸附效果最好。形成这种现象的原因为,落叶松鞣质在氢氧化钠溶液中会生成钠盐而更易与甲醛进行反应;从反应原理上讲在落叶松鞣质的分子结构中,其间苯三酚A环上有一强亲核反应中心,即A环的6位和8位,同时甲醛在碱催化的情况下为亲电试剂,两者易发生反应,因此在碱性环境中与甲醛的反应效果更好;同理五棓子单宁酸也表现出这样的特性。实验还通过红外光谱、气质联用、TG-DSC等分析研究五棓子单宁酸、落叶松鞣质与甲醛反应的特性。实验结果表明,五棓子单宁酸、落叶松鞣质都能够与甲醛发生类似酚醛缩合的反应,形成稳定的化合物;从而不会造成甲醛再次释放,形成二次污染的情况;同时,五棓子单宁酸、落叶松鞣质与甲醛反应后的产物热稳定都有所降低,这样更有利于废弃物的降解,不会造成污染。
  在应用探究部分,将吸附效果更好的落叶松添加到发泡混凝土中,通过自制小型恒温箱,测试了添加鞣质与不添加鞣质的发泡混凝土吸附甲醛的效果;结果表明,添加与未添加鞣质的发泡混凝土都具有吸附甲醛的效果,因为它们都具有孔洞结构,但添加鞣质的发泡混凝土表现出更好的吸附甲醛的效果。实验还对添加与未添加鞣质的发泡混凝土进行了抗压强度、干密度、吸水率等测试,结果表明各项指标均符合国家规范要求,符合生产许可。另外,添加鞣质的发泡混凝土表现出更强的抗压性能,略强于未添加鞣质发泡混凝土的抗压强度,它们的平均抗压强度分别为:0.739Mpa、0.675Mpa。实验通过XRD、扫描电镜对添加未添加鞣质的发泡混凝土进行了化学成分分析和形貌观测,结果表明:硫铝酸盐水泥的水化产物主要成分为钙矾石、原硅酸钙、生石灰(CaSO4·2H2O)、硫酸钙。在添加鞣质后,硫铝酸盐水泥水化产物为:钙矾石、原硅酸钙、生石灰(CaSO4·2H2O),却没有了硫酸钙,更多的是CaSO4·2H2O。二水硫酸钙能够延缓水泥的后续水化,保证了硫铝酸盐水泥强度的充分发展;使得添加鞣质的发泡混凝土强度更高;从扫描电镜的结果来看,落叶松鞣质能够与发泡混凝土共存,影响发泡混凝土的结晶情况,使得结晶更规则,更紧簇。
  
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