纤维素吸附材料的研究进展

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1、纤维素吸附材料的研究进展倪海明1龙世良2李克贤1黄科林1贾艳桦1农韦健1(1.中国科技开发院广西分院，广西南宁530022；2.广西民族大学化学与化工学院,广西南宁530008)【摘要】文章结合近些年国内外研究，概述了纤维素吸附材料的制备、吸附机理以及应用研究进展，总结存在的问题并展望其美好前景。【关键词】纤维素吸附剂；制备；吸附机理；金属离子【中图分类号】TQ352【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2013)07-0099-04ResearchprogressofcelluloseadsorptionmaterialsAbstract：Inthispa

2、per,thepreparation,adsorptionmechanism,latestadvancesonresearchandapplicationsofcelluloseadsorbentwerereviewed.theexistingproblemsweresummarizedandtheprospectedofcelluloseadsorbentwasintroduced.Keywords：Celluloseadsorbent；preparation；Adsorptionmechanism；Metalion纤维素是一种储量丰富的天然高分子材料，属于可再生资

3、源，有着良好的结构特征，已经在生活生产中得到了广泛的应用。近年来，随着工业迅速发展，资源和环境问题日益突出，含有金属离子、有机物的废水大量排放，大量的金属离子任其排放，本身就是一种资源浪费，而且还影响到人们饮水安全。纤维素吸附材料作为一种新型的吸附材料，它比活性炭等传统吸附剂更有优势。第一、纤维素吸附剂是以纤维素为原料通过改性而得，是一种环保吸附剂，可降解，不会造成二次污染；第二、纤维素来源广泛，自然界储量丰富，成本低，是一种价廉的吸附剂；第三、纤维素上有大量的羟基，容易改性制得自己需要的吸附剂，提高吸附性能。因此，纤维素吸附材料作为的优良的吸附材料将会有一个良好的应

4、用前景。1纤维素吸附材料的制备纤维素是由很多D-吡喃葡萄糖酐(AGU)彼此以β-(1-4)苷键连接而成的线形聚合物，一个AGU上有一个伯醇羟基和两个仲醇羟基，因此纤维素可以发生涉及羟基的所有反应，在羟基位置上接入各种基团，以达到增强吸附能力的目标。制备纤维素吸附材料步骤如下：第一，获得颗粒状纤维素，便于溶解；第二，溶解纤维素，得到纤维素溶液或衍生溶液；第三，溶液固化再生，形成纤维素骨架，比未处理的纤维素比面积增大，同等条件下吸附能力增强；最后再进行改性，引入相关基团，吸附能力和选择性都大幅度提高。纤维素本身也是一种良好的原生态吸附剂，通过一些物理方法，如细纤维化、粉碎

5、、润胀、复合化等，增加比表面积，可以提前其吸附能力。改性过后的纤维素保存了原有的性能，吸附能力和选择性都有大幅度提高。改性的方法有很多，如氧化反应、醚化反应、聚合反应等。生成的衍生物微观的结构性质和宏观的物理化学性质及液体的流变性质均产生改变，提高吸附选择性。此外，纤维素还可以与其它吸附材料混合，制成复合材料，增强吸附能力。2纤维素吸附材料的吸附机理在吸附剂领域，研究其吸附能力和吸附性能，从而选择良好的吸附材料，而研究其吸附机理对研究解吸过程有着同样重要的意义。纤维素吸附材料由于其独特的结构特征和分子间大量存在的氢键，所以其作用机理比传统吸附剂要复杂[1]。一般认为纤

6、维素吸附材料的吸附机理有表面络合、离子交换、氧化还原和配合作用等，这些机理有时单独作用，有时几个共同作用。改性后的纤维素，在羟基位置引入一些表面活性基团，它在吸附过程中会有离子释放，发生离子交换；在羟基位置引入羧基、巯基、胺基、磷基等活性基团，这些基团中的N、O、P、S等均可提供孤对电子，与重金属离子在吸附剂表面形成络合物或螯合物，使溶液中的金属离子被吸附；有些基团更是可以与吸附质发生氧化还原反应，达到吸附目的。【收稿日期】2013-06-17【作者简介】倪海明（1960－），男，上海人，中国科技开发院广西分院助理经济师。-99-影响纤维素吸附材料因素很多，不仅与本身

7、的结构性质有关，吸附过程的条件和周边环境也有影响。影响因素主要有：温度，PH值，溶液初始浓度，吸附剂粒径和投放量，吸附时间等。3纤维素吸附材料的应用3.1纤维素吸附材料对有机物的吸附-NH2、-S或-COO-与金属离子结合，形成配合物；对于弱结合力的Fe(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)螯合吸附剂，静电作用为主，配位作用为辅，蛋白质分子以静电力吸附在纤维素周围。同时，它可以通过选择合适的洗脱剂NaCl、NaSCN，竞争洗脱，且效果明显。（3）纤维素吸附材料对其它有机物的吸附除染料、蛋白质之外，纤维素吸附材料对苯胺类、酚类、芳香族等有机物也表现出良好的吸附