竹笋提取物的缓蚀性能及竹笋加工废水的综合利用研究

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竹笋是一种天然的保健食品,市场需求旺盛。在竹笋加工过程中,废水产生量大,且含有竹笋多糖、黄酮、植物蛋白和氨基酸等营养成分,具有回收再利用的价值。本论文在研究竹笋提取物缓蚀性能的基础上,从竹笋加工废水中分离和提取高附加值成分,并利用其它残余的成分通过复配增效技术开发植物基缓蚀剂,以实现竹笋加工废水的综合利用。论文的主要研究内容和结果如下:(1)系统研究了竹笋乙醇提取物及其不同极性溶剂萃取部位对Q235钢在0.5 M H2SO4溶液中的缓蚀作用,研究发现:竹笋乙醇提取物及其不同极性溶剂萃取部位主要抑制了Q235钢在0.5 M H2SO4溶液中的阴极反应,缓蚀效率随提取物添加浓度的增加而增大,随实验温度的升高也增大。竹笋乙醇提取物及其不同极性溶剂萃取部位的有效缓蚀成分在Q235钢表面的吸附均遵循Langmuir吸附等温方程,进一步的表面分析和动力学分析的结果表明竹笋乙醇提取物与Q235钢表面存在化学吸附,从而使其表现出良好的缓蚀作用。30℃时,竹笋乙醇提取物的四个萃取部位缓蚀性能的顺序为:二氯甲烷部位(DCMF)>正丁醇部位(n BF)>乙酸乙酯部位(EAF)>残余部位(RF)。竹笋乙醇提取物中各萃取部位之间存在协同作用,特别是n BF萃取部位,与其他萃取部位之间均具有良好的缓蚀协同效应。(2)探索了竹笋加工废水综合利用的途径,采用分光光度法测定了竹笋蒸煮废水中蛋白,多糖和黄酮的含量,通过乙醇沉淀、微孔滤膜过滤和大孔树脂吸附分离竹笋加工废水中的多糖、蛋白和黄酮。结果显示:竹笋加工废水中多糖、黄酮和植物蛋白的含量分别为8.574g/L,0.0109g/L和0.1610g/L。由于多糖含量显著高于黄酮和植物蛋白的含量,所以乙醇沉淀多糖时,黄酮和植物蛋白同时被沉淀析出,进一步分离的价值不大。研究发现竹笋加工废水中多糖对羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(·O2-)具有一定的清除能力,对Fe3+也具有一定的还原能力,在其浓度为0.5g/L时,对·OH和·O2-的清除率分别为53%和38.2%。(3)提取多糖后的竹笋加工废水经蒸馏、干燥后被用作植物基缓蚀剂(BIWP),研究了其缓蚀性能,并通过复配,开发了具有良好缓蚀性能的复配缓蚀剂(BIWP-PT)。结果显示:BIWP对Q235钢在0.5 M H2SO4溶液中是一种阴极抑制型缓蚀剂,缓蚀效率随其浓度的增加而增大。BIWP和KSCN以质量比1:1的比例复配使用时,具有良好的协同缓蚀效应,使Q235钢在0.5 M H2SO4溶液中的阴极反应和阳极反应均受到抑制,BIWP-PT是一种混合抑制型缓蚀剂。失重法测得BIWP缓蚀效率约为79%,而BIWP-PT得缓蚀效率高达92%以上。
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