茶叶废物粉末的传统和微波辅助酸性预处理:使用FTIR分析功能组

科学领域:

• 生物质的利用和废物管理.
• 化学工程和材料科学 化学工程和材料科学
• 绿色化学和可持续的过程.

背景情况:

• 茶叶废物粉 (TWP) 是一个丰富的生物质资源,有可能回收有价值的化学物质和材料.
• 酸性预处理是释放生物质化学潜力的关键步骤,影响了键断裂和随后的化学形成.
• 了解不同酸和暴露模式的协同效应对于优化TWP预处理至关重要.

研究的目的:

• 研究各种稀释酸 (HCl,H3PO4,CH3COOH,H2SO4) 在TWP预处理中的作用.
• 评估不同暴露模式 (热气炉,轨道震动,微波辐射) 对TWP质量损失和功能组变化的影响.
• 确定最有效的预处理方法,最大限度地从TWP中回收化学物质.

主要方法:

• 在稀释酸中浸泡TWP (1gTWP在100mL酸中) 24小时.
• 预处理的样本经过热空气烤箱 (80°C,6小时),轨道震动 (80-100rpm,6小时) 或微波辐射 (100W,10分钟).
• 福利埃变换红外光谱法 (FTIR) 用于分析固体和液体样本中的功能群;量化了质量损失.

主要成果:

• 质量损失因酸类型和暴露方式而有显著差异,H2SO4在轨道震动 (36%) 和热气烤箱 (48%) 中的HCl损失最高.
• 微波辐射导致较低的质量损失 (19-25%),但与轨道震动和热气炉 (6小时) 相比,显著更快 (10分钟).
• FTIR分析证实了重点功能组 (O-H,C-H,C=O,C=C,C-O,C-OH) 在固体和液体分数中存在,表明成功的债券分离.

结论:

• 酸性预处理有效地改变TWP,促进有价值的化学成分的释放.
• 微波辐射为TWP预处理提供了一种高效和快速的方法,在传统方法所需的时间的一小部分内取得了显著的结果.
• 选择的酸和暴露模式显著影响生物质改造的程度和茶叶废物化学回收的潜力.