氧化法改性玉米秸秆及其对Cu(Ⅱ)的吸附综合实验

摘要

为促进学生掌握吸附法处理水中重金属污染的科研技术,寻找秸秆资源化新途径,设计了新型部分氧化法改性玉米秸秆（CS）及其对Cu（Ⅱ）的吸附综合实验。实验分别在O₂和N₂气氛,140～220℃下改性CS,以Cu（Ⅱ）为重金属目标物。通过氧化法改性的CS表面酸碱官能团含量的明显增加,有效提高了Cu（Ⅱ）的吸附量。结果表明:随改性温度升高,O₂气氛改性改性秸秆（以CS-气氛-温度命名）CS-O₂-T的总酸值、酚羟基、内酯基和总碱值的含量明显高于N₂改性CS-N₂-T。改性温度220℃时,CS-O_2-220对Cu（Ⅱ）的吸附量比CS-N₂-220提高34.5%,为原始CS的2.2倍。扫描电子显微镜（SEM）、比表面-孔径分布测试仪（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）分析研究表明改性CS对Cu（Ⅱ）的吸附主要是以内酯基、酚羟基和芳香结构为主的官能团与Cu（Ⅱ）发生了络合作用和阳离子-π配位。实验帮学生构建了吸附法处理废水中重金属的理论知识,掌握了秸秆改性的实验技能,培养了学生的科研创新能力。

关键词

玉米秸秆 / 氧化改性 / 吸附 / 铜离子 / 官能团

基金资助

2024年河北大学大学生创新创业项目（DC2024161）; 河北省教改项目——一流专业背景下材料化学专业人才培养模式创新的探索与实践（2025GJJG042）