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绿色天然高分子水处理剂十分符合绿色化学的原则,是21世纪水处理行业走可持续发展道路的重要方向。纤维素是地球上丰富的可再生资源,利用改性后的纤维素作为吸附剂,是实现对植物资源的高附加值利用的重要途径之一。蔗渣纤维素经碱化后,与二硫化碳反应,得蔗渣纤维素黄原酸酯(CX)。以产物的应用效果为目标,用正交设计法研究了蔗渣纤维素黄原酸酯合成的最佳工艺条件,并探讨了它对重金属离子的交换性能。实验结果表明,最佳工艺条件为:原料蔗渣,3g;NaOH,22%;CS2,1.8mL;交联时间,24h;黄原酸化反应时间,1h;5%硫酸镁,25ml。CX处理含重金属离子的溶液可达到国家排放标准,是一种效率较高且价廉的污水处理剂。将蔗渣纤维素进行碱活化处理后与一些含氮化合物在KMnO4/H2SO4引发下进行接枝共聚反应,然后在碱性条件下与CS2作用可得兼具氮、硫元素的纤维素吸附剂MFCS,该类吸附剂对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)等重金属离子有良好的吸附作用。MFCS对2mmol/L标准水样中Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附容量最高分别达到2.18mmol/g,0.52mmol/g,0.47mmol/g和2.0mmol/g,对电镀废水的处理脱除率可达95%以上。MFCS用10%氨水解吸附后可重复使用。
关于水处理方面的理论研究,国内外一直在进行之中,尚有许多一时难以解决的理论问题,我们通过分析,说明了结构与效果之间的关系,为理论研究及理论指导下的吸附剂分子设计提供有益参考。