改性纤维素吸附剂对重金属离子的吸收

摘 要 ： 维素 中含 有许 多亲水性 的羟 基基 团， 纤 通过 羟基 的衍 生化反 应 ， 以将其 制备 成 重金 属 离子的 吸 附剂 。本 文首 先介 绍 了改性 可 纤维 素吸 附剂制备 的原 料 、 步骤 ， 着阐述 了改 性纤 维素 吸 附重金属 离子的机 理 ， 接 最后探 讨 了影 响改 性 纤维 素吸 附的 一些 因素 。
质 在我 国大部 分 未得 到利 用而 被废 弃 既造 成 了极 大 的浪 费 ， 又污染 了环 境 。 如果将 这些 资源加 以利用 的话 ， 可 以变废 为宝 ， 高 了 就 提 该 物质本 身 的经济 效益 ， 同时 ， 保护 环境 和 对 资 源 的再 利用 大有裨 益 。 １ ． 性纤维 素 吸附剂 制备 的 步骤 ： １改
在 室温下 水 洗 多次 至 ｐ Ｈ值 ＝ ， 滤后 ， 样 ７抽 将 品放 人 ５ ％干燥 箱 中烘干 ２ 时 ， 用 。步 ５ ４小 备 骤三 ：将备 用 的玉米 芯浸 人一 定 浓度 的柠 檬 酸溶 液 中 ， ２ ０下 搅 拌 ２小 时 ， 滤 ， 室 在 ５Ｃ 抽 在
… 王格 慧 ， 湛谦 ． 宋 多胺 型螯 合 棉 纤 维 的制 备 与吸 附性 能研 究． Ｊ 产 化 学与 工 业， ０ ， 【． Ｊ林 ２ ０２ ０ ０ （） —１ ． ２： ２ ９ ｆ１ 宝秀， ２赵 王鹏， 郑彤 等 ． 型 重金 属吸 附树 脂 新 的微 波合 成 及性 能研 究． １ 『 ． 科 学与 工 艺． Ｊ 材料 ２ ０ ． （） ３ — ３ ． ０ ６１ ４： ２ ４ ５ ４ ４
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工 业 技 术
改性纤 维 素 吸 附剂 对重 金属 离子 的吸 收
赵 秀 清
（ 齐化 集 团有 限 公 司 ， 黑龙 江 齐 齐哈 尔 １ １３ ） ６ ０ ３
子液 体 、 接枝共 聚 、 酯化 、 化 等方 法 ， 醚 其主 要 机盐 活化 等 ，其 主要 目的 是使 吸 附剂 表面 去 活化 吸附 位点 ， 善吸 附 性能 。实 验 改 目的就是 使 吸附剂 表 面去 质子 化 ，活 化吸 附 质子 化 、 位点 ，改善吸附性能。如以棉花为原料 ， 以 研究 证 明 ， 经过 Ｎ Ｏ 不 ａ Ｈ溶 液处 理 ， 接用 柠 直 ｃ 为引发 剂 ， ｅ盐 将丙 烯晴 接枝 到交 联后 的球 檬酸 处 理 的 玉米 芯 反 而 表现 出低 吸 附性 ， 这 形纤 维素 骨架 上 ，获得 球形 羧基 纤 维 素吸 附 说 明 Ｎ Ｏ ａ Ｈ处理 是非 常重 要 的一 步。 剂 ，而且 对 Ｃ Ａ Ｃ 、ｎ 吸 附容 量 达 到 １、ｕ Ｚ 溶液 的 Ｐ Ｈ值 。 当溶液 的 Ｐ Ｈ值 较 低 时 ， 方 面 Ｈ 将 与 目标 离 子发 生竞 争 吸附 ， 一 ＋ 另 ２ １ 、 １ 、 ９ ２ ３ １ｍ ／ ８ １ １ ６ ４ １ 和 ７ ３ ｇ 。改 性 后 的纤 维 ４ １ 素 的吸附 量 比未修 饰前 提 高 了很 多 。其 主 要 方面 ， 附剂处 于 阳离子 氛 围 中 ， 可参 与 吸 吸 使 目的就是 使吸 附剂 表 面去 质子 化 ，活化 吸 附 附的 活性 吸附位 点 减 少 ，从 而 使金 属 离子 的 Ｐ 位点 ， 吸 附性 能。再 如 以桔 皮 为原 料 ， 改善 粉 吸附 容量 减少 ；Ｈ值 高于 一定 值 时 ，一 方 面 Ｈ 生成 沉 淀 ， 另一 方 面 金 属 碎后 过 １０目筛 ， 异丙 醇 氧化 钠处 理 烘 金属 离 子将 与 Ｏ 一 ０ 经 氢 干后 ， 其 ５ 溶 于 ０ ｔ ｌ 的草 酸 溶液 ３ ｍ 离子 将处 于被 负离 子包 围 的氛 围 中 ，不 利 于 取 ｇ ． ｏ１ ６ ／ ｏ ５ｌ 中， 泡 、 浸 搅拌 ２小 时 ， 纤 维素 浆 置 于恒 温 和 吸附 剂 进行 反 应 ，因 而存 在 最 佳 吸 附 Ｐ 得 Ｈ 箱 中 ， ５℃下 烘 干一 夜 后 ， 洗 至 中性 ， 在 ０ 水 抽 值 。 滤后 ， 继续 在 ５ ℃干燥 箱 中烘 干 ， ０ 即获得 桔皮 温度影 响 。温度 对 吸 附过程 有 很重 要 的 纤 维 素吸 附剂 。在 Ｐ Ｈ值等 于 ６时 ， 对 ｃ ２ 影 响 。随着 溶液 温度 增 加 ， 液 粘度 降 低 ， 其 ｄ＋ 溶 从 的最 大 吸 附量 是 １ ３ ｏ １ ． ｍ ｌ ，对 Ｃ ： 附 率可 而增加 了溶 质 的分散 速率 。 外 ， １ ／ ｄ吸 此 温度 的变化
关键 词 ： 维素 ； 附； 纤 吸 化学 改性 ； 重金属 离子
随着 近几 十年 工业 化 进程 的发 展 ，废水 的排放 量 １益 加剧 ，从 而导 致环 境 的严 重破 ３ 坏 。废水 中各 种有 害 的物质 经过 水体 富集 到 生 物链 中 ， 终进 入人体 ， 最 给人类 带来 严 重 的 毒 害影 响 。其 中含有 的重金 属离 子 是对 环境 污 染最严 重 和对人 类健 康危 害最 大 的有 害物 质 之一 ， 因此 ， 如何 治理 重金 属废 水 已经受 到 各 界的普 遍重 视 。 目前 ， 于去 除污 水 中重金 用 属离 子 的有效 分 离 工艺 有 ： 淀 、 子 交 换 、 沉 离 电化学 处 理 、 技术 、 发 凝 固 、 渗 透 和 电 膜 蒸 反 渗 析等 ，但这些 技术 的应 用有 时 受工 艺 和经
济 的限制 ， 以 ， 找一种 较 为廉 价 的污水 净 所 寻
化 材料 ， 降低 污水处理 的成本 ， 高净 化效 率 提 已成为环 境保 护 巾亟待 解决 的 问题 。近几 年 来， 人们开 始研 究用 改性 纤维 素 吸附 剂吸 附 、 分 离和提 取废水 中的重 金属 离 子 ，与 一般 的 重 金属处 理方 法相 比 ， 方法 具有 吸 附量 大 、 该 吸 附速 度 快 、 成本 低 、 作 简 单 、 产生 二 次 操 不 污染 等优 点 。 因此 ， 其 的研 究便 成 了该领 域 对 的热 点 。 １改性 纤维 素吸 附剂 的制备 改性纤 维素 吸 附剂就 是利 用 物理 、化 学 方法 对富 含纤维 素 的物质 进行 处 理 ，使 其 成 为具 有 良好 吸 附性 的一 类功 能 高 分 子材 料 。
１ ． 备工 艺 注意事 项 ２制 程 的条件 和环 境 。 不论 选用 何种 原 料 ， 骤一 、 步 步骤 二操 作 ２ － 性纤 维 素吸 附的影 响 因素 ２改 基本 相 同 ，步 骤二 要 注意选 择 合适 的 有机 试 改性 纤维 素对 重金 属 离子 的 吸附 性能 不 剂 。 常选 择 异丙 醇等来 除去 颗粒 中的色 素 、 仅与 其本 身 的结构 和 性质 有关 ，还 与 吸附 过 通 某些 极性 物质 等 ， 然后 经过 碱 皂化 ， 一步 除 程 的条件 和环 境 等因 素有关 。 进 生物 吸附 剂 的预ห้องสมุดไป่ตู้处理 。生 物 吸附 剂预 处 去 色素 、半纤 维 等 。第 三 步是 制备 的 关键 步 骤 ： 常采 取 酸 碱 处理 、 通 无机 盐 活 化 、 埋 离 理 的主要 方法 有酸 、 处理 、 处 理 、 裂 、 包 碱 热 碎 无
丽
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由于纤 维素是 一 种纤 维 状 、多毛 细管 的 立体 规整 性 高分 子聚 合物 ，具 有 多孔 和 比表 面积 大 的特性 ，且 分 子 内含有 许 多亲 水性 的 羟基 基 团 ， 此具有 一定 的吸附 性 。 天然 纤 因 但 维 的吸附 金属 离 子的 能力 并 不强 ，必 须通 过
也 可 以改变 吸 附剂 的平 衡 吸附量 。不 同的 吸 附剂 、 同的吸 附作 用机 制 ， 不 温度 对 金属 离子 吸附量 的影 响有 所不 同。 有研 究表 明 ， 不 同 在 温 度下 对 Ｈ 进行 吸 附试 验 ，结果 吸 附去 除 率 随温 度 的升高 而增 加 。但 在实 际 的废 水处 理 中 ，由于 升温会 带 来投 资 和运 作等 一些 问 题， 因而 通常 不考 虑此 因 素。 此 外 ， 有 吸 附剂 粒 径 ， 还 吸附 时 间 ， 属 金 离子 初始 浓 度等 的影 响 。
化学改性使其具有更多或更强 的亲水基团，
才能 成为 性能 良好 的 吸附 材料 。纤 维 素 中每 个葡 萄糖 基上有 三 个可 供反 应 的 羟基 ， ｌ ， 【此 太 它可 以发 生一 系列 与 羟基 有 关 的化 学 反应 通过 对羟 基改性 反应 在 其分 子 中引 入对 阳 离 子具 有吸 附能力 的羧 基 、 酸基 、 酸基 等 阴 磺 磷 离子 基 团， 制 备 阳离 子 吸 附 剂 ； 外 ， 基 可 另 羟 通 过交 联处 理或 接枝 化 后 ，经胺 化后 可 制成 阴离子 型 吸附剂 。 基经 过双 功能 基处 理后 ， 羟 可 制成 两性 离子 吸 附剂 ，可 同时 吸 附 阴性 和 阳性 两 种离 子 。如崔 志敏 等 以甘 蔗渣 纤 维素 为 原料 ， 碱化 处 理后 ， ３ 氯 一 一 与 一 ２ 羟丙 基 三 基氯 化铵 、甲基 丙烯 酸 反应 ，得 到两 性 纤维 素 。改性 后 的产 品对 １ ｚ 、 ｕ Ｃ ， 的 ） 、 ｎ ｃ 、 ｒ ｌ １ Ｏ 交换 吸 附能力 比活性 炭平 均 提高 了 ７ ４倍 ， 且 产 品再生 容 易 ， 能稳 定 。此外 ， 维 素 也可 性 纤 以和 螯合 剂作 用使 其枝 连 上螫 合 基 团 ，形 成 对 贵 重 金 属 元 素 具 有 较 强 选 择 性 的 螯 合 纤 维 。 上各 种情 况 ， 综 改性 后 的纤维 素 吸附 机理 主要 有 ： 面络 合 、 表 离子 交换 、 氧化 还原 、 理 物
一
纤维素是地球上最丰富的天然高分子物质 ， 以达 到 ９ ． ％。 ３７ ２ 其来 源广泛 ， 花 、 、 如棉 麻 大豆壳 、 屑 木 锯屑 ２ 改性 纤维 素吸 附剂 对 重金 属离 子 的吸 谷壳 、 壳 、 秆 、 子 皮 、 啡 渣 、 渣 稻 秸 橘 咖 茶 树 收 皮 、 等 等 ， 主要 成 分 就是 纤 维 素 ， 些物 草 其 这 ２１吸附 重金 属离 子 的机理 ．