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常见食品干燥剂主要为硅胶、氯化钙与生石灰等,虽吸湿量较好,但价格较贵,硅胶存在难降解,氯化钙吸湿后出现液态污染食品,生石灰遇水放热会对人带来伤害。近年来,随着宠物猫数量的急剧增加,用来排除宠物猫尿液与粪便以保持室内卫生的一种吸附材料猫砂的质量引起了宠物主人的关注,而目前猫砂的吸附性能较低且价格高。稻壳（Rice husk,RH）为一种来源广且成本低的农业废弃物,已有大量研究表明,RH结构中的羟基、羧基等基团具备吸附能力,作为吸附剂可实现变废为宝,而直接吸附出现吸附效果低,RH应通过改性以加强其吸附作用,这可为造粒成本低廉、环保安全与吸附高效的新型吸附剂提供理论依据,拥有重要的应用价值。本试验以RH为原料,通过碳酸钠辅助挤压技术制备改性稻壳（Modified rice husk,MRH）,并将改性前后的RH结构表征,且研究了MRH、RH、氯化钙粉与硅胶粉吸湿机制,研究了MRH、RH、活性炭、沸石与膨润土吸附尿素机制,以及研究了MRH与RH吸水机制,由单因素与正交试验选取食品干燥剂及植物猫砂最优配比,并对食品干燥剂与植物猫砂的性能指标与结构表征进行研究,主要内容如下:1.在100目RH、碳酸钠0.7%、挤压温度160℃与水分40%条件下,通过碳酸钠辅助挤压技术制备MRH。扫描电镜（Scanning electron microscope,SEM）结果表明:MRH较RH表面粗糙多孔,体积扩大到几倍至几十倍。傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR）结果可知:MRH羟基及羧基等官能团数量较RH增加。X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）分析表明:MRH相对结晶度较RH升高26.11%。差示扫描量热（Differential scanning calorimetry,DSC）结果表明:MRH热稳定性强于RH。比表面积与孔结构结果表明:MRH较RH比表面积与孔容依次提高317.7592%、250.0000%,平均孔径减小13.7716%。综上:通过改性RH可增加MRH吸附位点,对其吸附有利。2.MRH、RH、氯化钙粉与硅胶粉的平衡吸湿量依次为534.91、116.33、1721.60、420.42mg/g,四种吸湿剂吸湿更符合准二级动力学模型,表明存在化学吸附。吸附热力学表明四种吸湿剂属放热且无序性上升的物理化学吸湿。综上,四种吸湿剂为物理化学的综合吸湿过程。在时间1200 min,p H=7,初始浓度500 mg/L,温度25℃,用量4 g,MRH、RH、活性炭、沸石与膨润土吸附尿素的平衡吸附量分别为2.0131、1.4823、1.8610、1.6532、1.5701 mg/g,五种吸附剂吸附尿素切合准二级动力学模型,其属化学吸附。MRH、RH、活性炭与膨润土切合Freundlich模型,其吸附属多层且不均匀。沸石更符合Langmuir模型,其属单层吸附。吸附热力学表明五种吸附剂吸附尿素属放热且无序性被改善的物理吸附。综上,五种吸附剂对尿素的吸附为物理化学的综合吸附过程。MRH与RH分别在960、1200 min的平衡吸水量为3.2510、1.5402 g/g,MRH与RH吸水更符合准二级动力学模型,表明存在化学吸附。经7 h后,MRH与RH保水率依次为（55.21±0.36）%、（30.09±0.28）%,因受到温度影响,与MRH以化学键形成的结合水不易脱去,因此MRH保水率最高。3.选MRH、氯化钙、微晶纤维素及瓜尔胶添加量为考察因素,以吸湿量为考察指标,由单因素与正交试验择取食品干燥剂的最优配比为:MRH添加量75 g、氯化钙添加量36g、微晶纤维素添加量12 g、瓜尔胶添加量3 g,其吸湿量为（1886.35±0.52）mg/g。经8天后,食品干燥剂保湿率为（57.13±0.26）%,这是由于相对湿度影响与水生成大多水合离子的三维网络结构不利于水分子脱去,因而保湿率较强。食品干燥剂吸湿前后的抗压强度分别为（95.27±0.05）N、（42.95±0.16）N,其变化率为（-54.92±0.21）%。食品干燥剂在不同相对湿度下重复使用五次后的吸湿量无显著差异,随相对湿度增加,其吸湿量增大。SEM结果表明:吸湿后的食品干燥剂呈少量蜂窝状孔洞,说明吸湿后有较好的吸湿性能。XRD结果表明:吸湿后的食品干燥剂各衍射峰无明显差异,其峰强度降低,这可能是由于其分子内外的氢键缔合受到吸湿后水分的阻碍。DSC结果表明:吸湿前的食品干燥剂热稳定性强于吸湿后,可能由于其吸湿后对水分子的吸附而影响。比表面积与孔结构结果表明:吸湿后的食品干燥剂比表面积、孔容与平均孔径较吸湿前依次降低26.7051%、89.3491%、62.6551%,这是由于其部分孔隙被水分占据。在25℃、相对湿度80%,生石灰、硅胶、矿物、氯化钙与自制食品干燥剂吸湿量依次为（267.13±0.31）mg/g、（375.90±0.25）mg/g、（773.57±0.20）mg/g、（1518.23±0.68）mg/g、（1886.35±0.52）mg/g,表明自制食品干燥剂吸湿量优于市场干燥剂,这是由于其大量的蜂窝状孔洞结构与颗粒呈片状。4.选MRH:玉米淀粉、预糊化淀粉、棕榈油与水分为考察因素,以吸水率与尿素吸附量为评价指标,利用综合评分法确定植物猫砂最优配比为:MRH:玉米淀粉=7:3,预糊化淀粉8%,棕榈油3.2%,水分20%,其吸水率为（4.25±0.06）g/g,尿素吸附量为（5.39±0.01）mg/g。SEM结果表明:吸附尿素后,植物猫砂与尿素之间的结合形态在不明显的孔隙结构表面覆盖大量碎片与晶体状尿素,多孔结构处可观察到很多小颗粒晶体状尿素。XRD结果表明:吸附尿素后的植物猫砂峰强度较吸附尿素前降低,可能由于尿素阻碍分子内外的氢键缔合。DSC结果表明:吸附尿素前的植物猫砂热稳定性高于吸附尿素后,这可能由于吸附尿素后其结构受到影响。比表面积与孔结构结果表明:植物猫砂吸附尿素后较吸附前的比表面积、孔容与平均孔径分别降低25.6941%、72.3684%、50.0476%,这是由于其部分孔隙被尿素占据。与市场猫砂比,自制植物猫砂有高效的吸水率、尿素吸附量、结团强度与冲散性,较低的容重、粉尘率、水分含量与较短的结团时间及合理p H值。植物猫砂吸水后可结团,可有效吸收宠物猫排泄物,这方便主人采用猫砂铲子清理使用过的猫砂。成本低廉、环保安全与吸附高效的MRH,可实现其变废为宝,有很好的应用价值。