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甘蔗渣超微粉碎后的X射线分析和扫描电镜分析

日期:2019/8/8   浏览: 次

    目前我国甘蔗渣主要利用方式为燃烧供热、生物发电、制备人造板和造纸,大多还处于甘蔗渣粗放式利用阶段,易造成环境污染和资源浪费。鉴于甘蔗渣作为一种天然的生物质资源,其具有结构致密,性质稳定,清洁无毒、可降解等特点,本文以甘蔗渣为原料制备可降解绿色地膜,应用于种植环境的改良,不仅能减少环境破坏,也可以实现生物质资源的循环利用。今天就来介绍一下利用低温超微粉碎机将甘蔗渣进行超微粉碎后的超微粉进行X射线分析和扫描电镜分析。

1.  X射线衍射分析

   纤维素标准衍射曲线中含有101面、10-1面及0023种峰 (2),粗粉中的X衍射图谱中出现了纤维素结晶体的三面衍射峰,说明粉碎机并未破坏甘蔗渣中纤维素的结晶结构,粉碎并不彻底,另外,101面和10-1面衍射峰有程度较深的弥散现象,发生了重叠,这是由于甘蔗渣中含有半纤维素和木质素等无定形物,这些物质镶嵌在纤维素周围影响了纤维素的结晶结构,使其结晶小且不完整。低温超微粉碎处理后,纤维素的101晶面与10-1晶面衍射峰消失,而且随着超微粉碎时间增加,002面峰变宽,强度也逐渐降低,说明低温超微粉碎机的强烈振动和低温状态打破了半纤维素与木质素对纤维素的包裹,有效打断了纤维素中的分子链,原本排列规整的三维晶体单元被破坏,结构变得松散,晶格中无定形物成分增加,但002面峰位置始终没有明显偏移,说明强烈的振动机械力即使松化了纤维素的结晶结构,却并没有改变其结晶类型。

                      低温超微粉碎机

2. 扫描电镜分析

    如图3所示,甘蔗渣粗粉外观呈棒状,放大10 k倍来看,其颗粒表面基本平坦,略微凹凸不平,并无明显裂纹及孔洞。低温超微粉碎5 min后,甘蔗渣粉末变短,外观呈类球体,在10 k倍电镜下可以观察到其表面大多呈参差不齐的鳞片状,而且出现了较多裂纹,撕裂现象明显。超微粉碎10 min后的粉体不仅裂纹增多,表面还出现了许多孔洞,比表面积大大增加。例如对稻草、麦秸等进行机械粉碎处理后发现,机械粉碎能改变天然纤维原料的一些表面特性。再例如使原料表面变毛糙、发生断裂等,改善了粉体与其它原料之间的界面性质。本研究采用的低温超微粉碎处理比普通机械处理更激烈,对甘蔗渣粉体的表面特性改变的程度也更深,裂纹与孔洞的大量出现使粉体表面暴露得更为彻底。

                     

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