以木素為基材制備吸附材料與性能研究.pdf

1、木質素(木素)在自然界中存在的數(shù)量非常龐大,是一種價廉易得、環(huán)境友好的可再生天然資源。工業(yè)木素主要來源于制漿造紙行業(yè),每年產(chǎn)生的部分工業(yè)木素未經(jīng)處理就直接排放,這不僅浪費資源還污染環(huán)境。吸附材料在許多領域中具有非常重要的用途,主要包括物質純化和分離、環(huán)境控制、水處理、色譜分離、有機合成、生物醫(yī)學和藥物分離提純等。木素具有一定的吸附特性,由于木素分子中含有一系列的活性基團,因而可通過適當?shù)母男跃酆弦垣@得具有多功能、高性能的木素基吸附材料。

2、這不僅解決了環(huán)境污染問題,還達到了以廢治廢的目的。本文以木素磺酸鎂(木鎂)為原料,經(jīng)固化、活化后,制得木素基吸附材料。利用靜態(tài)吸附法測定了木素基吸附材料對亞甲基藍的吸附性能,并采用熱重分析、FTIR和BET法表征其結構。
　　 通過正交和單因素實驗確定了木鎂與甲醛較佳的交聯(lián)反應條件,實驗表明:溫度為100℃、木鎂濃度為60％、酸度為4mol／L和甲醛用量為10％的最佳條件下,木鎂與甲醛縮合生成的聚合物的溶脹度可達267.37％,

3、Cu2+去除率達62.72％。采用磷酸活化交聯(lián)產(chǎn)物,當溫度為400℃、磷料比為2、活化時間為2.5h時,制備的木素基碳質吸附劑的亞甲基藍吸附值可達142.5mg／g、碘吸附值可達946.43mg／g和比表面積為642.38m2／g,吸附性能優(yōu)于朱建華等人制備的木素碳化樹脂。
　　 熱重分析表明:木鎂是一系列降解產(chǎn)物的混合物,在室溫～800℃升溫過程一直在發(fā)生物理或化學反應,不斷地釋放出小分子而失重；木鎂經(jīng)交聯(lián)后,其熱解性質有所改

4、變；添加磷酸溶液,可減緩木鎂聚合物在360℃附近的熱解反應速率。木鎂經(jīng)交聯(lián)固化、活化后,除了磺酸基團有所燒失,其紅外譜圖基本保留木素的基本結構特性。
　　 為了進一步研究吸附材料的吸附性能,應用靜態(tài)吸附實驗探討了木素基碳質吸附材料對亞甲基藍陽離子染料的吸附效果。結果表明:隨著吸附時間的延長,木素基碳質吸附材料對亞甲基藍的吸附率逐漸增大,490min時,木素基碳質吸附劑對亞甲基藍的吸附基本達到平衡；隨著亞甲基藍溶液濃度的增大,其對