木質纖維全組分微球的制備與應用.pdf

1、以植物纖維形式存在的木質纖維生物質資源是世界上最豐富的綠色可再生資源，被認為是未來環(huán)保材料、替代能源和綠色化學品的理想原料之一。探索可再生木質纖維資源轉化獲得功能材料、生物能源和平臺化學品具有非常重要的意義。近年來，木質纖維生物質全組分溶劑的開發(fā)為全生物量利用提供新的途徑，為生物質功能材料的研究帶來了契機。隨著社會發(fā)展和工業(yè)水平的進步，水體重金屬污染越來越嚴重，危及到環(huán)境和人類生活。直接利用木質纖維生物質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)有的木質纖維生物質往往存在吸附量小、機械強度差、化學抗性不好等缺點，限制了其在廢水處理中的應用。因此為了解決木質纖維生物質存在的以上問題，本文針對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其結構進行表征。研究了三種微球對重金屬離子的吸附性能。研究結果如下：
　　1.以甘蔗渣為原料，采用乳化法直接制備木質纖維微球材料。FTIR和XRD表明木質纖維微球在成球過程中，沒有形成新的化學基團，較好地保留

3、木質纖維的基本結構。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。木質纖維微球對Pb2+、Cu2+和Cd2+離子溶液有較高的吸附率，其中對Pb2+具有良好的吸附效果，在pH6條件下6~8 h后達到平衡，吸附容量為8.33 mg/g。
　　2.木質纖維溶液中通過共混加入Fe3O4納米粒子，制備出新型的磁性木質纖維微球。FTIR和XRD表明Fe3O4納米粒子成功地分布在木質纖維基體中，這是由于木質纖維與無機

4、納米粒子間具有強的相互作用。磁性木質纖維微球表面疏松，含有大小不一的微孔。磁性木質纖維微球對Pb2+、Cu2+和Cd2+離子溶液有較高的吸附率，其中對Pb2+具有良好的吸附效果，在pH6條件下6~8 h后達到平衡，吸附容量為9.18 mg/g。磁性木質纖維微球能通過外加磁場進行回收重復利用。
　　3.通過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/木質纖維微球材料。FTIR和XRD表明殼聚

5、糖/木質纖維復合微球在成球過程中，沒有形成新的化學基團，較好地保留木質纖維的基本結構。SEM和BET表明微球為比較規(guī)則的球形，相比木質纖維微球，微球表面較為光滑，存在大量深淺不一的溝壑與孔徑。復合微球對Pb2+、Cu2+和Cd2+離子溶液有較高的吸附率，其中對Pb2+具有良好的吸附效果，在pH6條件下6~8 h后達到平衡，吸附容量為16.347 mg/g。
　　4.通過二氧六環(huán)法對皂素提取后的薯蕷渣原料進行組分分離，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轉變?yōu)槔w維素Ⅱ，結晶度和聚合度有所下降。菊葉薯蕷纖維素微球對Pb2+、Cu2+和Cd2+離子溶液有較高的吸附率，其中對Pb2+具有良好的吸附效果，吸附容量達到20.81 mg/g，它們吸附速度較快，在1~2h達到吸附平衡。
　　相對于蔗渣原料，三種方法制備所