【正文】 動物飼料。麥糟中含有豐富的蛋白質(zhì)和纖維，在食品中添加一定量的麥糟可以生產(chǎn)出纖維餅干、纖維面包等健康食品。另外，麥糟可以通過先水解然后厭氧發(fā)酵分兩步產(chǎn)生沼氣，其中水解步驟是決定麥糟是否能夠完全降解的關(guān)鍵步驟。麥糟富含纖維素可作為造紙和制磚的原料。早在1992年，Chiang等人就使用熱解的麥糟作為吸附劑去除廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)，其吸附能力與使用椰子殼制備的木炭相當(dāng)。因此，麥糟具有作為吸附劑的潛力。然而這些麥糟在我國一直沒有得到很好利用，我國大部分啤酒廠一般直接將濕麥糟低價出售給農(nóng)戶用作飼料，少數(shù)廠家將濕麥糟干燥后作為飼料銷售，收益甚微。木質(zhì)纖維素類物質(zhì)富含羥基的結(jié)構(gòu)特點使得其可以發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，制取不同用途的功能高分子材料。物理改性方法僅能改變木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的某些物理特性，主要是通過改性改善表面結(jié)構(gòu)，生成比表面積大、孔結(jié)構(gòu)規(guī)則的吸附劑，以提高其吸附性能。木質(zhì)纖維素類物質(zhì)表面與處理劑之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，改變其表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，達(dá)到表面改性的目的稱為表面化學(xué)修飾。常見的化學(xué)改性方法包括最簡單的酸、堿、鹽浸泡改性法、直接功能化法、接枝共聚功能化法。Nasiruddin khan和Farooq，Wahab用濃度為15M的硫酸將玉米芯在150℃下浸泡24h，室溫下對Cu2+進(jìn)行吸附，結(jié)果表明：。Tarley等發(fā)現(xiàn)用NaOH改性的水稻殼對Cd(Ⅱ)的吸附量為7mgg1，較改性前的吸附量(4mgg mgBatzias和Sidiras分別用20%(w/v)的CaCl2，ZnCl2，MgCl2和NaCI溶液處理山毛樣樹鋸屑，考察處理后鋸屑對亞甲基藍(lán)的吸附性能，以Langmuir常數(shù)(KL)來衡量，有如下結(jié)果：CaCl2處理后，KL提高至188%；ZnCl2處理后，KL提高至96%；MgCl2處理后，KL提高至82%；NaCI處理后，KL提高至300%。g1。木質(zhì)纖維素類物質(zhì)含有大量的游離羥基，如纖維素大分子的每個葡萄糖基中含有三個醇羥基，表現(xiàn)出多元醇的性質(zhì)。g1。使用酯化改性木質(zhì)紙漿吸附Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附量分別為24 mgg1；Lu等用同樣的方法改性草皮(lawng grass)，發(fā)現(xiàn)用1molg1。非水溶性的2，3—二羧基纖維素用于吸附重金屬離子，其對Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附量分別為：184mgg1。而纖維素和溴之間的反應(yīng)活性比和氯的反應(yīng)活性要高，1999年，Aokil等用6溴6脫氧纖維素合成6脫氧6巰基纖維素和其硫取代衍生物。g1；木質(zhì)纖維素類物質(zhì)與半胱氨酸反應(yīng)生成的含氨基和羧基的衍生物對Cu(Ⅱ)，Ni(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附量分別為：22 mg木質(zhì)纖維素類物質(zhì)的醇羥基能夠與烷基鹵化物在堿性條件下起醚化(etherifieation)反應(yīng)，生成相應(yīng)的醚類化合物。g1，38 mg傳統(tǒng)的巰基化方法多用于纖維素類物質(zhì)的改性，其具體方法為：將一定量巰基乙酸，乙酸酐，乙酸及少量催化劑濃硫酸混合加入至待改性的纖維素類材料中，置于38℃的水浴鍋中反應(yīng)，每隔24小時翻動一次，100小時后取出，用蒸餾水洗至中性，抽濾，烘干。g1，810 mg引發(fā)大分子自由基的方法主要包括物理引發(fā)和化學(xué)引發(fā)。g1，7 mgg1；Kubota和Suzuki使用光引發(fā)的方法首先將丙烯腈接枝至纖維素表面，然后與三乙烯四胺(triethylenetetraamine)反應(yīng)引入三乙烯四胺基團(tuán)，含有三乙烯四胺基團(tuán)的纖維素類吸附劑對Cu(Ⅱ)的吸附量為30 mg綜合考慮以上各種木質(zhì)纖維素類物質(zhì)改性方法，我們首先考慮用最簡單的酸堿鹽浸泡的方法改性麥糟，之后結(jié)合Materials Studio ，我們更傾向于選擇檸檬酸酯化和巰基乙酸巰基化的直接功能化方法改性麥糟。因此選擇一種合適的活化劑就顯得尤為重要。DMF的使用使得麥糟的前處理過程和有機(jī)反應(yīng)過程同時發(fā)生，大大節(jié)省了改性時間，提高了改性效率。它們的催化原理同濃硫酸一樣是質(zhì)子催化，能大大降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率。4)其他因素的制約針對巰基化麥糟的改性，我們必須解決的一大難題是反應(yīng)過程中巰基不穩(wěn)定、容易被氧化的問題。Keskinkan等認(rèn)為，固體吸附劑吸附重金屬離子的過程分為3個階段：溶液中離子向吸附劑表面的傳輸(液膜擴(kuò)散)、離子在吸附劑內(nèi)部的擴(kuò)散(顆粒內(nèi)擴(kuò)散)和離子與吸附劑之間的反應(yīng)。由于木質(zhì)纖維素基材料的獨特性質(zhì)，分子中存在不同的相互作用，所以不同于其它的傳統(tǒng)吸附劑，其作用機(jī)理較為復(fù)雜。吸附過程中起主要作用的是表面絡(luò)合機(jī)理，木質(zhì)纖維素基吸附劑主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及其衍生物，含有羥基、羧基、巰基、氨基等活性基團(tuán)，這些基團(tuán)中的氧、硫、氮等原子均可提供孤對電子，與重金屬離子在吸附劑表面形成絡(luò)合物或螯合物，從而去除溶液中的金屬離子。變價金屬離子在具有還原能力的吸附劑上吸附，可能會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 粘土礦物是指粒徑小于2μm的含水層狀硅酸鹽礦物，主要包括伊利石族、蛭石族、高嶺石族、蒙皂石族、坡縷石族等礦物。結(jié)構(gòu)單元層在垂直網(wǎng)片方向周期性地重復(fù)疊置構(gòu)成礦物的空間格架，而在結(jié)構(gòu)單元層之間存在著空隙稱層間域。表面電荷一般源于發(fā)生在礦物表面的化學(xué)變化或表面離子的吸附，與pH有關(guān)，稱為可變電荷。目前國內(nèi)外開展研究的非金屬礦物主要包括原生及次生硅酸鹽礦物，如蒙脫石、伊利石、蛭石、高嶺石、麥飯石、凸凹棒石、蛇紋石、沸石、長石類、鈣十字石，此外還有磷灰石等，其中以蒙脫石礦物研究的最多，其余礦物大部分是在近年才開始研究的。蒙脫土是一種層狀硅鋁酸鹽礦物，%，%，屬于羥基組成的結(jié)構(gòu)水占5%。為維持電荷平衡，因而可吸附交換性陽離子和極性分子。典型的蒙脫石在pH值為7時陽離子交換能力約為80meq/100g，其電荷零點(pHzpc)，在一般情況下，其表面呈負(fù)電荷。其單位結(jié)構(gòu)層上下兩個面的組成不一樣，一面都是氧，另一面都是羥基，單位構(gòu)造之間靠氫鍵連接，所以，所有單位構(gòu)造層中的四面體未共用頂氧都指向相同的方向。由于晶體結(jié)構(gòu)中存在晶體孔道，內(nèi)表面及較大，因而具有很強(qiáng)的物理吸附能力。硅藻是一種個體很小的生物，一般為1100μg，硅藻土就是這種生物的殘骸沉積物，因此硅藻土也具有不同的生物種屬，諸如：直鏈藻屬、小環(huán)藻屬、圓盤藻屬等，這樣使硅藻土殼壁上的孔紋結(jié)構(gòu)有很大不同，導(dǎo)致它們的比表面積和孔體積相差很大。粘土礦物的結(jié)構(gòu)層(四面體片和八面體片)通常都帶有電荷。（1）永久電荷(結(jié)構(gòu)電荷)永久電荷一般源于礦物晶格中的類質(zhì)同象置換，但也可以由結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生。而伊利石因為大約有四分之一的Si4+被Al3+替代，所以。與永久電荷不同，表面電荷不是產(chǎn)生于粘土礦物結(jié)構(gòu)層的內(nèi)部，而是產(chǎn)生于礦物的表面，如層狀硅酸鹽礦物邊緣裸露的各種醇、端面的斷鍵、1∶1型層狀硅酸鹽礦物的鋁氧八面體基面。在相對較低的pH值條件下，樣品將具有陰離子交換能力：在相對較高的pH值條件下樣品將具有陽離子交換能力。所以，粘土礦物一般都帶有凈負(fù)電荷。由于凈電荷分布的位置不同，對粘土礦物的性能有很大影響。粘土礦物的表面積是影響其吸附性能的重要因素。通常測定表面積的方法是表面吸附法，即首先把樣品脫氣，然后再使樣品吸附某種物質(zhì)，同時用儀器監(jiān)測樣品的重量或已被吸附物質(zhì)的數(shù)量。所以，用N2吸附和BET方程測定的只能是粘土礦物的外表面積。再改變壓力重復(fù)測試，求得吸附量與壓力的關(guān)系并作圖計算。粘土礦物之所以具有各種特殊性質(zhì)的主要原因是不飽和電荷、大表面積及存在于其中的水化作用水。（2）物理吸附物理吸附是指由吸附劑與吸附質(zhì)之間的分子間引力而產(chǎn)生的吸附，由氫鍵產(chǎn)生的吸附也屬于物理吸附。對于高度分散的固體，由于比表面很大，吸附現(xiàn)象就非常明顯，原因在于分散度越高，露在表面上的分子數(shù)就越多。可變電荷表面指由金屬離子和羥基組成的表面，羥基暴露在其表面上。同時在粘土礦物層與層之間是分子引力相聯(lián)結(jié)，重金屬離子可以進(jìn)入層間與SiO發(fā)生配合作用。（4）離子交換性吸附粘土礦物通常帶有不飽和電荷，根據(jù)電中性原理，必定會有等量的異號離子吸附在粘土表面上以達(dá)到電性平衡。陽離子交換容量(CEC)，也即陽離子吸附容量，是指粘土礦物在一定的pH值下能夠吸附交換性陽離子的數(shù)量，它是粘土礦物的負(fù)電荷數(shù)量的量度。粘土礦物層間域所吸附的某些離子是可交換的。此外，粘土礦物晶體端面所吸附的離子也具有交換性并隨顆粒變細(xì)而增大。當(dāng)價態(tài)相同的不同離子在溶液中的濃度相近時，離子半徑小的，水化半徑大，離子中心離粘土表面遠(yuǎn)，吸附弱；反之，離子半徑大的，水化半徑小，離子中心離粘土表面近，吸附強(qiáng)。4)介質(zhì)的影響。6)溫度的影響。Verburg等對這一現(xiàn)象進(jìn)行了總結(jié)，根據(jù)交換反應(yīng)時是否存在無機(jī)陽離子存在遲滯現(xiàn)象將常見的陽離子分成以下三組：組內(nèi)各離子組成的相互交換吸附體系無遲滯現(xiàn)象，而不同組之間的陽離子組成的相互交換吸附體系都存在著遲滯現(xiàn)象。CEC的單位是mmol/100g，即每100g干樣品所交換下來的陽離子的毫摩爾數(shù)。粘土礦物的陽離子交換容量及吸附的陽離子種類對其膠體活性影響很大，如蒙脫石的陽離子交換容量很大，膨脹性也大，在低濃度下就可形成稠的懸浮體，尤其是鈉蒙脫石，水化膨脹性更強(qiáng)；而高嶺石，陽離子交換容量低，惰性較強(qiáng)。因為在引起粘土礦物的陽離子交換吸附的電荷中，由晶格內(nèi)的類質(zhì)同象置換而產(chǎn)生的電荷占有很大的比重，所以可以推斷，晶格內(nèi)的類質(zhì)同象置換越多的粘土礦物的陽離子交換容量愈大，高嶺石礦物，結(jié)構(gòu)內(nèi)沒有類質(zhì)同象置換現(xiàn)象，故其陽離子交換容量較低；蒙脫石礦物，結(jié)構(gòu)內(nèi)廣泛發(fā)生類質(zhì)同象置換，故其陽離子交換容量較大。3)溶液的酸堿性條件。重金屬離子是有毒的，在環(huán)境中不易轉(zhuǎn)化。但在發(fā)展中國家，這些技術(shù)因為技術(shù)和資金的問題而不能得以廣泛運用，因而開發(fā)出一種廉價的吸附劑來脫除重金屬已經(jīng)越來越引起科學(xué)家們的重視。非選擇性吸附屬于靜電作用，受粘土礦物所帶的永久電荷量控制。層狀硅酸鹽礦物邊緣由斷鍵產(chǎn)生的鋁醇、鐵醇和硅烷醇，以及1∶1型粘土礦物(如高嶺石等)的羥基鋁層基面均屬可變電荷表面，專性吸附量受介質(zhì)的pH控制，還與重金屬離子的水合能、離子半徑、有效水合半徑及電價等因素有密切的關(guān)系。邵濤研究了膨潤土對不同價態(tài)鉻的吸附，Cr3+的吸附符合Langmuir等溫式，而Cr6+的吸附符合Freundlich等溫式；膨潤土對Cr6+的吸附能大大低于對Cr3+的吸附能；pH對膨潤土吸附鉻化合物的行為有很大影響，Cr3+的吸附量隨pH的升高而增大；Cr6+的吸附量在pH8時，隨pH的升高而降低，當(dāng)pH8時，則隨pH的升高而增大。魏俊峰研究了Cu2+在高嶺石表面的吸附，吸附量隨pH升高而增加，pH4范圍內(nèi)，吸附量的增加非常緩慢，而在4pH，吸附量迅速升高。結(jié)果表明其具有較強(qiáng)的吸附性能，吸附速度快；pH，pH；對3種金屬離子的吸附順序為Pb2+Cu2+Cd2+；用于處理電鍍廠的含銅廢水，Cu2+去除率在90%以上。此外粘土礦物對重金屬離子的吸附選擇性受礦物的層電荷分布、重金屬離子的水化熱、電價、離子半徑、有效離子半徑等因素控制?；钚詣┑倪x取主要取決于粘土的特性(包括膨脹系數(shù)、層結(jié)構(gòu))以及表面活性劑(分子大小)。朱利中等對酸化膨潤土對廢水處理進(jìn)行了較為深入系統(tǒng)的研究。所以，用酸化法處理可以達(dá)到較好的活化目的。酸性活化法使用比較普遍，對蒙脫石、坡縷石和海泡石均適用，一般是用鹽酸或硫酸處理天然膨潤土、坡縷石粘土和海泡石粘土。夏士朋等采用含碳酸鈣硅藻土處理廢水中Cu2+、Cr2+、Pb2+和Zn2+4種金屬離子。劉偉用酸性膨潤土與PAM聯(lián)用處理重金屬廢水，處理效果為Cu2+Zn2+Ni2+。Arias等用腐殖酸(HA)對高嶺石進(jìn)行處理后使其對Cu2+和Cd2+的吸附率都得到了很大的提高。+和Zn2+，可知經(jīng)20mmol/，表明其對重金屬具有更強(qiáng)的親和力。而另有研究表明，氫氧化鋁聚合物改性的蒙脫石對Zn2+和Cd2+進(jìn)行吸附，發(fā)現(xiàn)吸附強(qiáng)度比沒有改性的要大。同時，他們將累托石層孔材料用于含Cr3+廢水處理，取得理想效果。但pH值過高，當(dāng)達(dá)到重金屬離子的Ksp值后，則難以達(dá)到吸附去除作用。胡振琪在對膨潤土、海泡石、凹凸棒石等粘土礦物對重金屬Cd的吸附研究中發(fā)現(xiàn)隨著pH值的增大，土壤及粘土礦物對Cd2+的吸附量總體上在增大，但土壤和膨潤土與海泡石和凹凸棒石的吸附曲線不同。魏俊峰等做過用高嶺石對銅離子的吸附試驗，其結(jié)果表明，pH4范圍內(nèi)，吸附量的增加非常緩慢，而在4pH，吸附量迅速升高。一般而言，在開始吸附時，隨吸附時間的增加，吸附率會隨之增加，但當(dāng)粘土礦物的吸附達(dá)到飽和時，時間再增加，吸附率也不會再增加了。物理吸附過程是放熱過程，降溫有利于吸附，升溫有利于解吸。就是因為高嶺石MBT夾層復(fù)合體吸附Pb2+離子時，同時發(fā)生物理吸附和化學(xué)吸附，這就必然使吸附存在一個最佳溫度。但當(dāng)吸附劑的吸附達(dá)到飽和后，其對重金屬離子的吸附量不再變化。吸附劑處理含重金屬離子污水后，需要脫附再生才能再次投入使用。當(dāng)pH值降到3時，吸附在改性蒙脫石上的Cd離子的脫附率達(dá)到了99%。另外，利用絡(luò)合物，如EDTA也可以作為脫附劑對重金屬進(jìn)行脫附，它主要是通過對重金屬離子的絡(luò)合作用而進(jìn)行脫附。～，每噸赤泥還附帶有3～4m3的含堿廢液。赤泥本身是一種不溶殘渣，是由細(xì)顆粒（泥）和粗顆粒（砂）組成的廢泥。赤泥中含有多種有價值的成分，大量資源尤其是稀有金屬損失在赤泥這一固體廢物中。表11為國內(nèi)赤泥化學(xué)含量一覽表。)、鈣霞石(3NaAlSiO4ｎH2O)等礦物形態(tài)存在；赤泥中的稀土稀有金屬主要呈分散狀態(tài)不均勻地分布在赤泥各相中。由于國內(nèi)外赤泥成分的差異，國外對從赤泥中回收有價金屬研究較多，有的已投入生產(chǎn)，但國內(nèi)研究尚未取得較大進(jìn)展。（2）回收鈦的研究赤泥中鈦的回收主要利用酸處理法，目前印度、土耳其等國家在鹽酸浸取的赤泥礦中提取鈦等金屬離子的方法已日趨成熟。把赤泥看作第二資源，從中回收鈧等稀土稀有元素具有重要的現(xiàn)實意義。20世紀(jì)90年代初，山東鋁廠就已形成水泥生產(chǎn)能力110萬噸，每年可處理赤泥量為35萬噸。燒結(jié)法赤泥經(jīng)脫水、在120～300℃烘干活化并磨至粒徑為90～150μm而制成硅鈣農(nóng)用肥料。由于赤泥中含有的堿分，也可用于酸性土壤的改良劑。但由于赤泥本身含有大量的化學(xué)物