離子液體中纖維素基重金屬離子吸附劑的制備和性能研究.pdf

1、纖維素是地球上資源最為豐富的天然高分子材料，具有可再生、可降解等優(yōu)點(diǎn)。纖維素資源的有效利用，對解決當(dāng)前世界面臨的環(huán)境和能源危機(jī)具有重要意義。離子液體作為一種“綠色溶劑”，克服了傳統(tǒng)化學(xué)溶劑的一些缺點(diǎn)，同時(shí)有效地溶解天然纖維素。本課題用離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化鹽（[Amim][Cl]）和離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯化鹽([Bmim][Cl])實(shí)現(xiàn)纖維素的溶解和再生，并以此為基礎(chǔ)制備了一系列重金屬離子吸附劑，并研究了吸附劑的

2、性能。
　　本文的主要研究工作包括:
　　(1)以離子液體[Amim][Cl]為溶劑，制備了再生纖維素微球和纖維素-海藻酸鈉共混微球(CAs)，運(yùn)用SEM、XRD等多種手段對微球進(jìn)行表征。
　　(2)考察了pH值、吸附時(shí)間、重金屬離子的初始濃度、吸附劑的解吸和重復(fù)利用等因素對吸附效果的影響。結(jié)果表明，制備的吸附劑CA2（海藻酸鈉-纖維素配比為1∶1）對Cu2+離子有良好的吸附性能，pH為6.0時(shí)吸附效果最佳，吸附時(shí)間1

3、2h后達(dá)到吸附平衡。在pH=6.0、吸附時(shí)間12h、Cu2+離子初始濃度300ppm條件下，吸附劑CA2對Cu2+離子的吸附量為31.0mg/g。運(yùn)用擬一級動(dòng)力學(xué)、擬二級動(dòng)力學(xué)和內(nèi)擴(kuò)散模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)考察，結(jié)果更符合擬二級動(dòng)力學(xué)模型，表明吸附過程主要為化學(xué)吸附。運(yùn)用Langmiur和Freundlich等溫吸附模型擬合吸附過程，結(jié)果更符合Langmiur吸附模型，表明吸附以單分子層為主。吸附劑重復(fù)利用五次后的吸附能力保留87.4％，表明該

4、吸附劑有良好的重復(fù)利用性能。
　　(3)在上述工作基礎(chǔ)上，加入不同質(zhì)量的Fe3O4納米顆粒對其進(jìn)行磁性改性，制備了磁性纖維素-海藻酸鈉微球(MCA)，進(jìn)行了一系列表征和性能研究。結(jié)果表明，制備的磁性微球在吸附后有更好的分離、脫附能力。在pH為6、初始濃度300ppm、吸附時(shí)間12h條件下，MCA對Cu2+離子的吸附量為27.2mg/g，吸附過程也以化學(xué)吸附和單分子層吸附為主。吸附劑重復(fù)利用五次后，吸附能力保留81.1％，同樣具有良