蔗渣漿纖維素基重金屬吸附材料的制備及其吸附性能的研究.pdf

1、纖維素是自然界中廣泛存在的一種價廉、可再生、可生物降解的自然資源,近年來,隨著資源的枯竭,利用天然的纖維素制備高附加值的功能高分子聚合物已經(jīng)成為人們研究的熱點。
　　本文設計并合成了一種纖維素基重金屬吸附材料,通過微波、等離子體對纖維素預處理后,再進行環(huán)氧化、胺化、超聲強化黃化反應將含N、S的具有重金屬吸附功能的基團接枝到蔗渣漿纖維素上,制備得到纖維素基重金屬吸附材料。詳細討論了微波、等離子體預處理、環(huán)氧化反應、胺化反應、超聲強化

2、黃化反應過程中各因素的影響。運用SEM、FT-IR、XRD、NMR、EDAX檢測手段對天然蔗渣漿纖維、改性后的纖維素基重金屬吸附材料的表面形態(tài)、化學結構和結晶形態(tài)等性質進行了表征。詳細研究了改性后的纖維素基重金屬吸附材料對重金屬離子吸附性能,用 Langmuir和Freundlich等溫吸附模型對吸附過程進行擬合,并進行了吸附過程中的固-液吸附機理和模型的探討。
　　1.以漂白蔗渣漿為主要原料,以環(huán)氧氯丙烷為活性劑,二乙烯三胺、二

3、硫化碳為單體,先用微波和等離子體預處理堿浸漬后的纖維素,再進行環(huán)氧化反應,胺化反應,超聲強化黃化反應制得纖維素基重金屬吸附材料。在單因素實驗分析得到的較優(yōu)條件下,微波、等離子體預處理后制備得到的纖維素基重金屬吸附材料對Cu2+吸附量分別為35.2mg/g、32.4mg/g。
　　2.利用先進的定性、定量分析手段,對原纖維素和經(jīng)過微波、等離子體預處理后改性制備得到的纖維素基重金屬吸附材料進行結構表征。通過SEM觀察表明改性后的纖維素

4、表面出現(xiàn)一些絮狀物質,其表面結構發(fā)生了明顯的變化;用XRD分析表明纖維素接枝改性前后的結晶區(qū)發(fā)生了明顯的變化;用FTIR、NMR分析表明纖維素上接入了含O的環(huán)氧基、含N的胺基和含S的磺基;用EDAX分析表明接枝改性前后纖維素表面的O、N、S元素含量發(fā)生了顯著的變化。通過定性和定量綜合分析表明纖維素被環(huán)氧化、胺化和黃化,制得了含有重金屬吸附功能基團的纖維素基重金屬吸附材料。
　　3.通過測試纖維素基重金屬吸附材料對Cu2+、Cr6+

5、吸附性能,得到了較優(yōu)吸附條件;實驗表明纖維素基重金屬吸附材料可再生回用,第一次回用率大于48％,第2次回用率大于20%。研究表明,纖維素基重金屬吸附材料對Cu2+、Cr6+的吸附符合Langmuir、Freundlich兩種等溫吸附模型和二級吸附動力學模型,說明吸附以化學吸附為主,吸附狀態(tài)屬于單層吸附。通過固-液相吸附機理研究表明,纖維素基重金屬吸附材料對 Cu2+、Cr6+吸附具有固-液相吸附過程的三個連續(xù)階段,并且表面擴散和顆粒內擴