木質(zhì)纖維全組分微球的制備與應(yīng)用.pdf

1、以植物纖維形式存在的木質(zhì)纖維生物質(zhì)資源是世界上最豐富的綠色可再生資源，被認(rèn)為是未來(lái)環(huán)保材料、替代能源和綠色化學(xué)品的理想原料之一。探索可再生木質(zhì)纖維資源轉(zhuǎn)化獲得功能材料、生物能源和平臺(tái)化學(xué)品具有非常重要的意義。近年來(lái)，木質(zhì)纖維生物質(zhì)全組分溶劑的開(kāi)發(fā)為全生物量利用提供新的途徑，為生物質(zhì)功能材料的研究帶來(lái)了契機(jī)。隨著社會(huì)發(fā)展和工業(yè)水平的進(jìn)步，水體重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重，危及到環(huán)境和人類(lèi)生活。直接利用木質(zhì)纖維生物質(zhì)作為吸附材料成為治理水體重金屬污

2、染的新趨向，但是現(xiàn)有的木質(zhì)纖維生物質(zhì)往往存在吸附量小、機(jī)械強(qiáng)度差、化學(xué)抗性不好等缺點(diǎn)，限制了其在廢水處理中的應(yīng)用。因此為了解決木質(zhì)纖維生物質(zhì)存在的以上問(wèn)題，本文針對(duì)水體中重金屬離子的吸附，制備了三種以甘蔗渣為原料的微球材料并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。研究了三種微球?qū)χ亟饘匐x子的吸附性能。研究結(jié)果如下：
　　1.以甘蔗渣為原料，采用乳化法直接制備木質(zhì)纖維微球材料。FTIR和XRD表明木質(zhì)纖維微球在成球過(guò)程中，沒(méi)有形成新的化學(xué)基團(tuán)，較好地保留

3、木質(zhì)纖維的基本結(jié)構(gòu)。SEM和BET表明微球是比較規(guī)則的球形，表面粗糙，存在大量深淺不一的溝壑。木質(zhì)纖維微球?qū)b2+、Cu2+和Cd2+離子溶液有較高的吸附率，其中對(duì)Pb2+具有良好的吸附效果，在pH6條件下6~8 h后達(dá)到平衡，吸附容量為8.33 mg/g。
　　2.木質(zhì)纖維溶液中通過(guò)共混加入Fe3O4納米粒子，制備出新型的磁性木質(zhì)纖維微球。FTIR和XRD表明Fe3O4納米粒子成功地分布在木質(zhì)纖維基體中，這是由于木質(zhì)纖維與無(wú)機(jī)

4、納米粒子間具有強(qiáng)的相互作用。磁性木質(zhì)纖維微球表面疏松，含有大小不一的微孔。磁性木質(zhì)纖維微球?qū)b2+、Cu2+和Cd2+離子溶液有較高的吸附率，其中對(duì)Pb2+具有良好的吸附效果，在pH6條件下6~8 h后達(dá)到平衡，吸附容量為9.18 mg/g。磁性木質(zhì)纖維微球能通過(guò)外加磁場(chǎng)進(jìn)行回收重復(fù)利用。
　　3.通過(guò)蔗渣與殼聚糖共同溶解在離子液體[Bmim]Cl中得到混合溶液，并用乳化法制備出殼聚糖/木質(zhì)纖維微球材料。FTIR和XRD表明殼聚

5、糖/木質(zhì)纖維復(fù)合微球在成球過(guò)程中，沒(méi)有形成新的化學(xué)基團(tuán)，較好地保留木質(zhì)纖維的基本結(jié)構(gòu)。SEM和BET表明微球?yàn)楸容^規(guī)則的球形，相比木質(zhì)纖維微球，微球表面較為光滑，存在大量深淺不一的溝壑與孔徑。復(fù)合微球?qū)b2+、Cu2+和Cd2+離子溶液有較高的吸附率，其中對(duì)Pb2+具有良好的吸附效果，在pH6條件下6~8 h后達(dá)到平衡，吸附容量為16.347 mg/g。
　　4.通過(guò)二氧六環(huán)法對(duì)皂素提取后的薯蕷渣原料進(jìn)行組分分離，得到纖維素組分

6、，并且以離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([BMIM]Cl)作為纖維素溶劑，采用乳化法制備得到了外觀圓整、形態(tài)均一的天然纖維素微球。FTIR表明菊葉薯蕷渣纖維素晶型從纖維素Ⅰ轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維素Ⅱ，結(jié)晶度和聚合度有所下降。菊葉薯蕷纖維素微球?qū)b2+、Cu2+和Cd2+離子溶液有較高的吸附率，其中對(duì)Pb2+具有良好的吸附效果，吸附容量達(dá)到20.81 mg/g，它們吸附速度較快，在1~2h達(dá)到吸附平衡。
　　相對(duì)于蔗渣原料，三種方法制備所