陽離子木屑纖維素吸附劑的制備及其吸附性能與應(yīng)用研究.pdf

1、本論文選擇季胺基作為功能基，以3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CTA)為醚化劑，對木屑纖維素進行了化學改性，成功制備出季胺化陽離子木屑纖維素吸附劑。
　　 通過紅外光譜、比表面孔徑測定儀、掃描電鏡等分析手段對所改性的木屑纖維素進行了理化結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，改性前后物理結(jié)構(gòu)及形態(tài)發(fā)生了一定的變化，去掉了附著在纖維表面上的雜質(zhì)，改性木屑的纖維素結(jié)構(gòu)的有序度得到了提高，纖維素內(nèi)部沿縱向形成了明顯的空心狀，改性后比表面積略有降低。木屑改

2、性前后化學結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生大的改變，沒有造成木屑纖維結(jié)構(gòu)大的破壞，改性木屑在1380 cm-1處有強吸收峰，為C-N鍵的特征振動，說明功能基已經(jīng)引入到木屑纖維素骨架上。
　　 通過對水溶液中苯酚和2，4-二氯苯酚吸附性能的研究，季胺化陽離子木屑纖維素吸附劑對苯酚和2，4-DCP的吸附容量較未改性前的木屑有所提高，當溫度為293 K，C0=20 mg·L-1時，改性木屑纖維素對苯酚和2，4-DCP的吸附容量分別為2.6 mg·g-1、

3、0.681 mg·g-1，其吸附效果是改性木屑表面季胺基團和改性木屑纖維素骨架共同作用的結(jié)果，同時與吸附質(zhì)苯酚和2，4-DCP的理化性質(zhì)密切相關(guān)；改性木屑對苯酚和2，4-DCP的吸附等溫線均符合Langmuir和Freundlich兩種吸附等溫模式，但對Freundlich吸附等溫式的符合程度更好，說明了改性木屑對苯酚和2，4-DCP的吸附介于單分子層和多分子層之間。
　　 研究表明，苯酚更易于被改性木屑纖維素所吸附，在水溶液中

4、，相反電性離子之間的作用力并不是影響吸附效果的唯一因素，木屑的比表面積和微孔結(jié)構(gòu)等因素也起著重要的作用，木屑纖維素的吸附能力是季胺基和木屑纖維素骨架結(jié)構(gòu)共同作用、協(xié)同生效的結(jié)果。
　　 pH值對苯酚和2，4-二氯苯酚吸附效果影響較大，苯酚在pH為8.0的弱堿性條件下吸附效率較高：2，4-二氯苯酚在pH為6.0的弱酸性條件下吸附效率較高，這也證明了陽離子木屑纖維素吸附劑對酚類化合物的吸附是由于相反電性離子之間的作用力引起的。

5、>　　 吸附熱力學研究表明，苯酚和2，4-二氯苯酚在改性木屑上的吸附焓變均為負值，并且其絕對值均小于40 kJ·mol-1，表明吸附均為焓推動的放熱物理過程，這與吸附等溫線的結(jié)果是一致的，吸附主要是依靠相反電性離子之間的作用力來實現(xiàn)吸附分離功能的。改性木屑對苯酚和2，4-DCP的吸附是自發(fā)的放熱過程，這也是吸附驅(qū)動力和吸附優(yōu)惠性的體現(xiàn)。改性木屑對水溶液中苯酚和2，4-DCP的吸附，降低了水溶液體系的混亂度，使整個水溶液體系的有序性得到

6、增強。
　　 吸附動力學研究表明，改性木屑對水溶液中苯酚和2，4-DCP的吸附過程主要符合準二級動力學方程，改性木屑吸附水溶液中的2，4-DCP所需活化能和吸附熱較小，屬于物理吸附；雙組分競爭吸附研究結(jié)果表明，改性木屑對2，4-DCP的吸附比單寧酸具有較強的親合力，適合于選擇性吸附分子量較小的酚類化合物。
　　 此外，用雙氧水或純硝酸氧化的方法制備了新型吸附樹脂XR-01和XR-02，氧化后樹脂的含氧官能團含量提高，XR

7、-02的酸性基團總含量比XR-01多。經(jīng)氧化后的XR-01和XR-02樹脂，對水溶液中2，4-二氯苯酚的吸附過程存在不可逆化學吸附作用，吸附等溫線都能用Langmuir和Freundlich等溫吸附方程較好地擬合。
　　 應(yīng)用改性木屑纖維素對污水中2，4-DCP進行吸附，吸附率可達97％左右；采用吸附組合工藝對氟苯廢水進行處理，吸附效果良好，苯酚回收率達93％，按照年產(chǎn)生7500噸氟苯生產(chǎn)廢水計算，每年回收苯酚的經(jīng)濟收益可達14