两性纤维素基吸附剂的制备及其吸附性能研究

本研究以蔗渣制备的微晶纤维素为基体,以含氨基和羧基的两性小分子为功能试剂,以环氧氯丙烷为交联剂,采用交联法制备了一种具有高羧基含量（5.11 mmol/g）和氨基含量（7.43 mmol/g）的两性纤维素基吸附剂,并解析了重金属离子在其表面的竞争吸附行为和吸附动力学。结果表明,该吸附剂可在120 min内将1.0 mg/L的Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和2.0 mg/L的Cu(Ⅱ)同步去除至0.0030 mg/L以下,使溶液中重金属离子残余浓度符合国家安全饮用水标准GB 5749—2022,实现了低浓度多种重金属离子的同步高效去除;吸附剂对重金属离子的吸附吻合Langmuir吸附等温线模型,以单层化学吸附为主,对Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的理论最大吸附容量分别为373.1、128.4、134.4和113.3 mg/g。     

端氨基蔗渣纤维素对水中重金属离子微污染吸附的研究进展

在重金属污染日益严重的今天,重金属污染的治理已经越来越受到广泛的关注。纤维素分子含有大量的羟基,但天然纤维素吸附能力并不好,通过化学改性后可成为性能良好的吸附剂。纤维素无污染、易生物降解、且来源广泛价格低廉,对其研究已成为该领域的热点,并已被广泛应用于重金属污染治理领域。超支化聚合物大分子作为一类制备工艺并不繁琐且容易得到树状高分子聚合物,其最大特点就是准球形的分子结构及末端官能团的可控性,其研究愈加受到关注。本文在文献综述的基础上,提出合成一种含有端氨基超支化合物结构的蔗渣改性重金属吸附剂的可行性技术设想。     

纸基吸附-分离材料的制备及其应用性能

以杨木化机浆为原料,以柠檬酸（多元酸）为改性剂,基于造纸工艺技术,制备了低成本、易回收、高重金属离子吸附容量和高效油水分离的木质纤维纸基吸附-分离材料。柠檬酸改性可同时提高木质纤维之间的交联程度和羧基含量,进而提高纸基吸附-分离材料的湿强度和增加重金属离子吸附位点。研究结果显示,纸基吸附-分离材料的湿抗张指数可达其干抗张指数的40%~50%,羧基含量最高可达0.66 mmol/g。随柠檬酸浓度提高,纸基吸附-分离材料对重金属离子的吸附容量显著提高,其吸附动力学和热力学均很好地拟合了准二级方程和Langmuir模型（相关系数R²≥0.998）,对Cu²⁺和Pb²⁺的理论最大吸附容量分别达到44.29和132.1 mg/g。此外,高羧基含量使纸基吸附-分离材料亲水性显著增强,并赋予其优良的油水分离性能,最大水下油接触角可达155°以上,油水分离效率可达99.8%以上。该多功能纸基吸附-分离材料克服了传统吸附剂和油水分离材料的缺点,可同时进行高效的重金属离子吸附去除和油水分离,并且具备了大规模生产的潜力,在工业废水处理领域具有重要的应用前景。     

纳米纤维素基2D/3D重金属吸附材料的研究进展

本文综述了通过氨基、羧基、硫醇基等官能团改性纳米纤维素以及纳米纤维素和其他材料复合,制备成2D膜材料和3D凝胶材料的方法及其性能,同时也介绍了其在水环境中去除重金属离子的应用进展,并对纳米纤维素基吸附剂的制备和应用进行了展望.     

功能化纳米纤维素基重金属吸附剂的研究进展

本文分析了纳米纤维素基吸附剂对重金属离子的高效吸附、选择性吸附和荧光检测3种吸附研究进展,归纳了纳米纤维素基吸附剂的功能化方法和吸附机理,探讨了功能化纳米纤维素基吸附剂的研究现状,并对其在重金属废水处理应用中的发展前景进行了展望。     

改性蔗渣纤维素吸附剂的制备研究进展

蔗渣来源广泛,价格便宜,改性蔗渣纤维素吸附剂是一种天然高分子水处理剂,成本低,使用量小,制备简单,大力发展其在水处理当中的应用,符合绿色化学的发展的方向。本文简单介绍了蔗渣纤维结构及形态特点,并对近年来改性蔗渣在水处理中的应用作了具体的综述。     

金属离子催化纤维素酸水解制备微晶纤维素的研究

本文以漂白阔叶木浆为原料,研究了制备微晶纤维素过程中不同金属离子对纤维素酸水反应的催化作用,并采用X射线衍射图谱(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法对水解纤维素进行了分析和表征。结果表明,添加Fe3+、Al3+、Cu2+和Co2+有利于促进纤维素的酸水解反应,其中Fe3+的催化作用最佳;当Fe3+的浓度为0.3mol/L时,水解纤维素的得率为91.27%,聚合度为166,达到了微晶纤维素的极限聚合度;XRD分析表明,添加Fe3+更有利于纤维素无定形区的选择性酸水解,提高水解纤维素的结晶度。     

咖啡果壳微晶纤维素制备及其吸附性能研究

目的：利用咖啡果壳制备高吸附能力微晶纤维素。方法：用酸解法制备咖啡果壳微晶纤维素,考察酸解时间、酸解温度、盐酸质量分数和料液比对微晶纤维素得率和吸附能力的影响。结果：咖啡果壳微晶纤维素的最佳制备工艺为酸解时间95 min,盐酸质量分数16%,料液比（m_{咖啡果壳纤维素}∶V_酸）1∶22 （g/mL）,酸解温度60 ℃,该工艺条件下咖啡果壳微晶纤维素得率为80.08%,对香精的吸附能力为0.89 g/g。结论：料液比对咖啡果壳微晶纤维素得率影响最大,酸解温度对其吸附能力影响最大,优化工艺得到的咖啡果壳微晶纤维素得率高,吸附能力强。     

木质素磺酸盐-壳聚糖吸附剂的制备及其对Cu2+和Co2+的吸附性能

针对现有吸附剂合成成本高、制备工艺复杂以及吸附性能差,以丙烯酸、木质素磺酸盐和壳聚糖为原料,利用自由基聚合法制备了一种新型的木质素磺酸盐/壳聚糖多孔吸附剂(即CSL吸附剂)。通过SEM、FT-IR以及TGA等手段对CSL吸附剂的形貌、结构及热性能进行观察与表征分析,并研究了CSL吸附剂对Cu²⁺和Co²⁺的吸附效果。结果表明：CSL吸附剂能有效吸附水溶液中的重金属离子,对Cu²⁺和Co²⁺的去除效果良好。利用CSL吸附剂处理Cu²⁺、Co²⁺是一种绿色环保的方法。     

纤维素基希夫碱铜配合物的制备及抗菌性能研究

采用高碘酸钠氧化针叶木纤维制得针叶木氧化纤维,经希夫碱反应获得纤维希夫碱配体,再与Cu~(2+)以配位键形式结合,制备一种新型的纤维素基希夫碱铜配合物。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、电感耦合等离子体(ICP-AES)等手段对制备纤维素基希夫碱铜配合物进行表征分析,并对其抗菌性能进行了研究。SEM结果表明制备出的配合物中纤维表面粗糙不平,被颗粒状的物质覆盖,EDS结果显示配合物中存在Cu元素; FT-IR及UV-Vis都出现新的吸收峰,以上结果都可以证明纤维素基希夫碱配体及纤维素基希夫碱铜配合物的成功制备。ICP-AES检测结果证明配合物中Cu~(2+)所占的质量分数远远高于浸渍乙酸铜溶液的纤维试样中的Cu~(2+)所占质量分数。同时抑菌测定结果表明,与浸渍乙酸铜溶液纤维试样相比,制备的纤维素基希夫碱铜配合物对大肠杆菌表现出更优异的抗菌性。     

纤维素基超疏水材料的制备与应用研究进展

纤维素是一种来源广泛的生物质基材料,由于其生物相容性好、分子结构中的羟基丰富、密度低等性质而用于食品、医药、化学品等领域,备受科研工作者关注.近年来,对纤维素进行疏水化改性的研究使其应用范围进一步拓宽.本文从纤维素构建超疏水材料的表面能物质、含微/纳粗糙结构的表面构造等方面进行了综述,并归纳了该类超疏水材料在油水分离、...     

可再生高强度纤维素基包装材料制备及其智能化应用

本研究提出了一种高强度可降解纤维素基复合打包带替代传统聚乙烯打包带的可靠策略,采用离子液体溶解制备再生纤维素材料,探讨了石墨烯对其导电性和机械性能的影响,从而制备高强度新型可再生复合打包带,并初步探索了其在智能包装领域的应用前景。结果表明,纤维素含量5%时,制得的再生纤维素丝和再生纤维素膜的拉伸强度分别可达194和74 kPa;双层打包带的最大应力可达26.3 MPa;再生纤维素打包带对于环境湿度和压力变化响应灵敏且具有良好的抗水性和生物降解性;纤维素和石墨烯质量比为1∶1时,纤维素/石墨烯复合材料电导率达0.8 S/m。     

用于染料吸附的甲基纤维素基气凝胶材料的制备及性能

针对印染废水的严重污染问题,选择刚果红(CR)和亚甲基蓝(MB)作为目标吸附物,开发了一种基于甲基纤维素(MC)和壳聚糖(CS)的复合气凝胶吸附材料(MC/CS)。考察了制备过程中MC/CS的成分配比、戊二醛浓度、交联温度及气凝胶密度等参数对甲基纤维素基气凝胶吸附材料的吸附能力和压缩强度的影响,并优化了其制备工艺。结果表明:当MC/CS质量配比为6∶4,戊二醛浓度5%,交联温度50℃时,所得气凝胶密度为10 mg/cm~3时,它对CR和MB具有优异的吸附能力,静态饱和吸附量分别达到518.12和237.86 mg/g,此时气凝胶的压缩强度达到1.57 kPa,使用后可保持形态结构完整。     

一种新型纤维素基吸附剂的制备及其对漆酶的固定化性能研究

利用NaOH/尿素体系溶解纤维素并加入纳米碳酸钙,而后在盐酸溶液中再生,制得具备多孔结构的纤维素小球;之后采用丙烯酰胺对纤维素小球的羟基进行改性,接枝碳链并引入酰胺基,在碱性条件下酰胺基水解为羧基,得到改性纤维素基吸附剂;其可通过静电吸附和氢键间作用力固定漆酶。对接枝改性和漆酶固定化的最佳条件进行了探索,得到最佳改性条件为：时间6 h、温度50℃、单体配比8∶5、引发剂浓度0.08%;最佳固定化条件为：pH值=5.0、初始酶浓度10 g/L、固定化时间3 h。利用此最佳改性纤维素小球在最佳条件下固定的漆酶具有良好的热稳定性和可重复使用性,酶活提高了52%。结果表明,改性纤维素小球作为一种新型的绿色载体,在漆酶固定化方面具有广阔的应用前景。     

氨基酸修饰可食用生物膜载体的制备与性质

为拓展乳酸菌生物膜在食品领域的应用,构建可食用型高分子载体,本实验以可介导乳酸菌黏附的氨基酸为配体,将其修饰在海藻酸钠材料上,通过核磁共振技术、氨基酸含量、ζ电势和水接触角等物理量表征载体性质,培养马奶酒样乳杆菌ZW3,研究载体对乳杆菌生长和胞外多糖分泌的促进作用。结果显示：培养4 d后,精氨酸修饰载体表面乳杆菌数量达到3.8×107 CFU/cm2,是赖氨酸修饰载体的3.5 倍;同时胞外多糖分泌量达到28.2 μg/cm2,是赖氨酸修饰载体的2.4 倍。与赖氨酸修饰载体相比,精氨酸修饰载体更有利于乳杆菌的生长和胞外多糖的分泌。该结果表明可以通过配体种类的选择促进乳酸菌生物膜的形成。     

高分子微球免疫吸附剂的制备及其对黄曲霉毒素M1的吸附性能

制备用于牛乳中吸附黄曲霉毒M1的免疫吸附剂。以乙醇和水溶液为反应介质,聚乙烯吡咯烷酮为分散 剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用分散聚合法制备苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物微球。利用微球表面的环 氧基团将抗黄曲霉毒M1的单克隆抗体固定在微球表面,获得免疫吸附剂。制备的微球粒径约为1.7 μm,微球中环氧 基量在67.2%～71.6%之间,制备的免疫吸附剂对乳中黄曲霉毒素M1的吸附量达1.2 μg/g以上。该免疫吸附剂对乳中 黄曲霉毒素M1的选择性吸附较好,是去除乳中黄曲霉毒素M1较理想的免疫吸附材料。     

高透光性全生物质基薄膜的制备与表征

以瓜尔胶和纳米微晶纤维素为原料,使用戊二醛交联和流延法制备了全生物质基复合薄膜;利用红外光谱仪、X射线衍射仪、紫外可见光谱仪和扫描电子显微镜等仪器分别对薄膜表面基团、结晶结构、透光度和表面形貌进行表征;通过拉伸强度和溶胀性能的研究,评估了戊二醛用量对薄膜机械性能和吸湿性能的影响。结果表明,瓜尔胶薄膜经戊二醛交联后,表面变得平整;随着戊二醛用量的增加,薄膜的透光率提高,当戊二醛用量为0.8%时,薄膜透光度可达到未交联薄膜的143%,拉伸强度是未交联薄膜的4.6倍。采用戊二醛进行交联后制得的薄膜在绿色包装中具有应用潜力。