纤维素基吸附剂应用的研究进展

众所周知,纤维素材料可从各种自然资源中获得,并且可以作为廉价的吸附剂被广泛应用。通过化学改性,纤维素基吸附剂对重金属离子和其他水体污染物的吸附能力可以显著提高。各种矿物和有机酸、碱、氧化剂、有机化合物等化学物质已被用于纤维素改性中。本文综述了纤维素材料的使用,包括天然状态、改性状态和它们去除各种污染物的效力等。从本文提供的文献调查,改性纤维素基吸附剂具有良好的潜力应用于各种水体污染物的去除,然而,仍然有必要找出这些吸附剂的商业实用性,以便改进在污染控制的应用价值。     

马来酸酐接枝纤维素超细纤维制备高容量可再生吸附剂

在静电纺丝制备出纤维素超细纤维（CSF）的基础上,利用马来酸酐（MAH）改性制备了新型羧基化吸附剂,接枝温度为100℃,时间为3h,MAH与CSF质量比为5：1,过氧化二苯甲酰（BPO）用量为7.5%时接枝效果最佳,取代基含量可达2.304mmol/g。通过SEM观察了纤维素超细纤维改性前后的形态分布和微观结构,通过酸碱滴定定量地测定了改性纤维素超细纤维（MAH-CSF）中的取代基含量,FTIR图谱分析定性地表明马来酸酐成功地接枝在了纤维素超细纤维上。从XRD和DSC谱图中得知MAH-CSF的晶型未发生变化但结晶度有所下降,马来酸酐改性提高了纤维素超细纤维的热稳定性。研究了CSF和MAH-CSF对亚甲基蓝的吸附性能,经马来酸酐改性后纤维素超细纤维对亚甲基蓝的吸附量从210mg/g提高到了306mg/g,这表明羧基化可极大地提高其对亚甲基蓝的吸附量。在低pH下,H⁺与亚甲基蓝间的竞染作用使得吸附剂的吸附量较小;随着吸附剂的去质子化,吸附量明显迅速增大;在pH大于5.5时吸附量增加趋势减缓。MAH-CSF与MB之间的离子交换作用使其具有更优良的吸附效果,吸附过程更适合用准二级动力学模型来描述。在超声波作用下吸附剂再生5次的吸附率达89%以上,这表明吸附剂具有很好的再生性。     

吸附剂的应用研究现状和进展

利用吸附法进行废水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,因此随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。主要对活性炭、吸附树脂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂、改性木质素类吸附剂、改性壳聚糖类吸附剂以及其他可吸收污染物质的药剂、物料等吸附剂的应用研究现状和发展趋势进行综合概述。     

利用木质纤维素废弃物吸附重金属离子的研究进展

木质纤维素废弃物作为生物吸附剂能有效地去除废水中毒性的重金属离子。本文综述了各种不同低成本的农产品及食用农产品产生的木质纤维素废弃物作为生物吸附剂的研究进展,对目前各种廉价的的生物吸附剂的吸附机理及化学改性和制备方法进行了探讨,指出了金属离子初始浓度、温度、吸附剂粒径、吸附剂剂量、吸附时间、溶液的pH值等吸附影响因素对吸附剂吸附重金属的影响。介绍了蔗渣、秸秆、稻壳、锯末、橙皮、橘子皮、花生壳等生物吸附剂对重金属废水的处理现状,同时对加强吸附剂的改性及吸附机理研究进行了展望。     

生物质基金属吸附材料改性的研究进展

通过对生物质吸附材料的改性方法及在金属离子吸附分离方面的应用进行分析,对用于金属离子吸附分离的生物制基吸附材料的改性方法进行分类。总结了生物制基吸附剂固定化、复合改性、化学修饰及生物质炭化四类改性方法的特点及在溶液中金属离子分离中的应用。根据目前生物质基金属吸附材料改性研究中存在的问题和不足,提出提高生物质吸附剂改性机理认识和加快开展实际应用是今后的研究重点。     

改性纤维素在吸附重金属领域的研究进展

对纤维素的结构和基本性质进行了简单介绍,借助化学改性的方法来制备纤维素吸附剂,综述了纤维素吸附剂在吸附重金属领域的研究进展,提出用离子液体来衍生化改性纤维素以获得新型纤维素吸附剂,是该研究领域新的热点。     

端氨基超支化物改性纤维素的制备和吸附性能研究

以丙烯酸乙酯、二乙烯三胺为原料合成端氨基超支化物。利用环氧基开环反应在纤维素/离子液体溶液中均相制备了端氨基超支化物改性纤维素吸附剂(HBPN-C),利用红外光谱仪、X射线衍射分析、扫描电镜等对HBPN-C进行表征与分析,结果表明,端氨基超支化物被成功接枝到纤维素上; HBPN-C晶型由纤维素Ⅰ变为Ⅱ型,无定形区增大,结构变得疏松多孔。吸附实验表明,吸附剂在pH=3时对阴离子染料C.I.Acid Blue 40吸附容量最大。吸附过程符合Langmuir等温线和拟二阶动力学,静电作用是主要的作用力。用0.01 mol/L的氢氧化钠溶液可完成吸附剂的脱附过程。     

纤维素纳米纤维及其改性产物吸附重金属的研究进展

重金属污染是目前全世界面临的一个重大挑战,传统治理方法成本高、效率低等缺陷已不符合当今社会可持续发展战略。纤维素纳米纤维（cellulose nanofiber,CNF）因可再生、活性高、比表面积大和密度低等优点,在重金属吸附领域显示出巨大的应用潜力。本文主要综述了CNF的化学改性方法及其改性产物在水体系重金属离子吸附中的应用进展。首先对CNF的改性进行了系统的综述,主要包括化学接枝改性（羧基化、氨基化、巯基化、磷酸基化、磺酸基化和醛基化和硅烷化等）与接枝共聚改性。其次从结构设计方面重点阐述了改性CNF以气凝胶、水凝胶和复合膜等不同形态对水体系中重金属离子进行吸附的应用研究。最后,对CNF基重金属吸附剂的优缺点进行了讨论,指出了CNF基重金属吸附剂在局限性和适用性等方面的挑战,展望了CNF在水体系重金属离子去除领域的发展方向。     

Mg/Y改性Ca基吸附剂强化吸附CO2试验

在碳中和背景下,CO₂捕集与封存技术的开发与应用刻不容缓。Ca基吸附剂对CO₂捕集能力强、吸附量高,是良好的碳捕集吸附剂,但其循环性能有待提升。为提升Ca基吸附剂的循环性能,采用溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备镁/钇(Mg/Y)改性Ca基吸附剂,利用XRD/SEM等手段对其进行表征,通过热重仪和固定床在700℃高温下进行循环吸附试验,考察了改性Ca基吸附剂的吸附性能与循环稳定性。结果表明,Mg掺杂Ca基吸附剂中,Ca与Mg质量比为8∶2时吸附剂性能最佳,第1次循环中CO₂吸附量高达0.60 g/g(以吸附剂计),15次循环后衰减至0.49 g/g,优于未掺杂Ca基吸附剂。对Mg和Y掺杂Ca基吸附剂的研究表明,Ca/Mg吸附剂的初始吸附量高于Ca/Y吸附剂,但Ca/Y吸附剂的循环性能明显提升。保持吸附剂中CaO质量分数为80%,比较双掺杂(Ca/Mg/Y)和单一掺杂(Ca/Mg、Ca/Y)改性Ca基吸附剂的吸附性能和循环性能。结果表明,初始吸附量最高的为Ca/Mg吸附剂,达0.60 g/g, 5次循环后衰减至0.54 g/g左右,...     

小麦秸秆纤维素接枝丙烯酸共聚物的制备及吸附性能

以小麦秸秆纤维素(WSC)为原料,将功能性单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、丙烯酸(AA),通过接枝共聚反应,对小麦秸秆纤维素进行改性,制备了天然高分子基吸附剂小麦秸秆纤维素接枝丙烯酸共聚物(WSC-PNAA),并采用红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)对制备的高分子吸附剂进行了表征;研究了其对染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能,考察了对其吸附性能的影响因素及等温吸附行为和吸附动力学。结果表明,室温下,MB初始质量浓度为100 mg/L、吸附剂用量为50 mg、吸附时间10 min时,WSC-PNAA对含MB模拟废水原液的脱色率达到99.5%。