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稻壳资源的综合利用研究

任素霞  
【摘要】: 生物质是地球上资源非常丰富的天然资源,稻壳是生物质中的一种,并且产量巨大。据统计,我国年产稻壳5600万吨以上,目前仍有增加的趋势。稻壳所含木质素和硅质较高,所以它不易吸水,直接施放到田间作肥料不易腐烂;大量的稻壳在农村或在粮米加工厂堆积如山,成了难以处理的废弃物。它们既污染环境,又容易引起火灾,已经成了社会的一大公害。为了充分利用秸秆资源,世界各国已经进行了几十年的努力,并取得了一定进展。其中利用稻壳发电,不仅解决了污染问题,而且开发了能源;但是,发电产生的大量废渣又成为二次污染源,为此人们开展了废渣的应用研究,取得了一些科研成果,但仍无法在工业化生产中应用,还有大量的基础研究工作要做。 本文较详细的研究了稻壳灰中硅碳组分的分离,采用碱蒸煮的方法将稻壳灰中的硅碳组分分离。对于碳组分,利用磷酸和氢氧化钠活化法制备高比表面积活性炭;对于硅组分也即水玻璃溶液,利用改良的化学沉淀法即二氧化碳微晶法,制备了纯度高,白度及分散性好的纳米白炭黑。为了白炭黑更好的应用在橡胶,塑料等有机高分子中,采用温和的水相改性法,将十六醇接枝到白炭黑表面,使白炭黑具有疏水表面,以便其更有利于与高分子等有机物进行复合。通常,无定型二氧化硅转化为磷石英晶体都需要在870-1470oC的温度下进行,而本文针对稻壳生产的无定型白炭黑,采用溶剂热法在低温液相情况下对白炭黑进行晶化处理,合成了磷石英晶体。本文还根据根据稻壳组成和结构的特点,采用分步水解的方法,分别利用稀酸、高沸醇等对稻壳进行了层层剥离,制备木糖、HBS木质素、葡萄糖及纳米二氧化硅等多种化工产品,给出了一种稻壳综合利用的新途径。


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