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玉米是我国产量最大的粮食作物之一,属旱地农作物,随着套种技术的发展和种植面积的扩大,玉米的产量逐年增加。目前玉米芯的主要用途是用于生产木糖,进而生产糠醛、木糖醇等物质,但大多数玉米芯依然没有得到充分的利用,不仅造成了资源的浪费,而且造成了很大程度上的环境污染问题。玉米芯的表面以及内部有很多细微孔,同时含有羧基、氨基、苯环等活泼性化学基团,因此能够对重金属、亚硝酸盐等进行有效的吸附。此外,通过化学改性可以提高玉米芯的吸附作用。所以,开展改性玉米芯吸附材料的研制与应用具有重要的理论和现实意义。目前国内外多数专家只针对某一种改性方法进行了研究,用多种方法对玉米芯进行改性的研究较少。本课题建立了基于酸化和氨化的改性方法,通过改性研制出了高效的改性玉米芯吸附材料,并将其进行了应用。取得了以下研究成果:1.不同吸附材料的对比研究中,达到吸附平衡时,玉米芯、玉米秸秆、树枝、甘蔗渣、花生壳、硅胶、分子筛、吸氨石、椰壳活性炭对水中亚硝酸盐的去除率分别为52.00%,35.50%,19.00%,24.00%,,28.50%,28.50%,14.50%,20.50%,3.50%,6.50%,玉米芯的吸附效果最好;采用1.0mol/L的磷酸溶液将部分材料做了改性处理后,改性玉米芯对亚硝酸盐的去除率为71.40%,比改性前提高了19.40%;改性树枝为33.70%,比改性前提高了14.70%;改性花生壳为45.30%,比改性前提高了16.80%;改性甘蔗渣为35.20%,比改性前提高了11.20%。2.玉米芯改性方法的创新性研究中,用磷酸、硝酸、柠檬酸酸化后,玉米芯对亚硝酸盐的去除率分别为88.10%,42.80%,41.70%,磷酸的效果最好;本课题首次将氨化应用于玉米芯的改性过程中,最佳改性条件为:氨水浓度为0.020mol/L,磷酸浓度为0.60mol/L,氨化时间为3h,酸化时间为3h条件下,对玉米芯进行先氨化再酸化。3.改性玉米芯的吸附试验研究中,最佳吸附试验条件:温度为40℃,投加量为6.0g,溶液初始浓度为2.0ug/m L,p H为6~7;Al3+、Cu2+等离子干扰对于改性玉米芯进行亚硝酸盐吸附试验影响不大。另外,FTIR光谱分析和SEM电镜扫描的结果表明,通过改性,玉米芯中引入了-OH、-NH2等活性基团,且表面比未改性的玉米芯变得粗糙、疏松而多孔,此种表面结构更有利于对亚硝酸盐的吸附。4.改性玉米芯的应用中,粒径大小为3.0-5.0 mm的改性玉米芯最适合制作滤芯,内部结构为7层隔板状的滤芯净化效果最好。改性玉米芯净水滤芯的最大净水量为34344L;最长使用周期为140天;达到使用周期的滤芯经再生后,对水中亚硝酸盐和Cr(VI)的去除率分别为95.58%和98.57%,分别比再生前提高了17.23%和15.40%。将改性玉米芯应用于自制的净化装置,20min时,其对腌菜、隔夜菜和久置的凉拌菜中亚硝酸盐的去除率分别为60.02%,57.58%,65.73%。综合研究表明,用改性玉米芯做成的净水滤芯具有净水量大、使用周期长、可再生等优点,并且制作成本低廉;改性玉米芯净化装置对食物中的亚硝酸盐具有显著的净化效果。