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近年来,纸和纸板的消费量不断增加,由此产生了越来越多的废纸。随着人们的环保意识不断增强,废纸的再次利用日益受到重视。本研究以废纸(secondaryfiber)为原料制备氰乙基化废纸材料(cyanoethylated SF,CSF),然后对氰乙基化废纸材料的可生物降解性能进行了实验研究,属于环境材料研究领域,主要研究内容和结果如下:
(1)以废纸作为原料进行氰乙基化改性,制备氰乙基化废纸材料。采用奈氏比色法测试氰乙基化废纸材料的含氮量,以含氮量作为氰乙基化取代程度的判断标准,含氮量最高可到21.61%,并对其进行性能研究,结果表明其具有热塑性。
(2)采用刚果红培养基,通过富集培养和多次涂布、划线的方法,从不同菌源中筛选出15株具有氰乙基化废纸材料降解性能的细菌。
(3)以细菌对降解后产生的还原糖含量和材料的降解率为指标进行实验条件的优化。研究了温度、pH值、接种量、底物浓度对细菌降解材料的性能的影响,探索材料的生物降解特性。实验得出最佳降解条件:温度为35℃、pH值为11左右、接种量为25%~30%、底物浓度为50g/L。20 d材料的降解率可达46.83%。
(4)在温度为35℃、pH值为11、接种量为25%、底物浓度为50 g/L的条件下,分别对15株细菌降解氰乙基化废纸材料的性能进行考察,选择其中3株降解效果较好的细菌,对其进行鉴定。通过对3株细菌进行形态观察、生理生化研究和16SrDNA序列分析,鉴定结果为:S10与Bacillus subtilis strain A2-9的16S rDNA序列同源性达99%以上,结合形态特征和生理生化特征,确定其属于Bacillus subtilis(subsp);S11和S14分别与Ochrobactrum sp.CRRI29和Ochrobactrum sp.的16SrDNA序列有99%以上的同源性,结合形态特征和生理生化特征,确定其属于Ochrobactrum sp.。
实验结果表明氰乙基化废纸材料具有较好的生物降解性,为废纸材料的资源化利用提供了相关数据。