造纸行业以木质资源为原料生产各种纸张,每年都会消耗大量木材。在木材制浆过程中,木片筛渣作为制浆削片过程中产生的下脚料,约占原料的3%-5%,产量巨大。木片筛渣由木屑和木针组成,处置困难,是一种廉价、易收集的木质原料资源。工业产业是一个国家发展的最大动力,随着中国经济的不断发展,加工企业和工业产品数量不断增加,但是随着工业的迅猛发展,环境污染问题日益严重,大量工业废水的排出和处置给环境带来了巨大压力,其中含重金属离子的废水备受关注,废水中的铬、铁、铜、铅等重金属离子会在环境和生物体内富集积累,对人类的健康造成了很大威胁。吸附富集是此类废水处理的关键环节和主要手段,但吸附材料成本是限制该技术广泛应用的关键。木片筛渣为制浆过程中产生的下脚料,成本低廉,收集方便,作为吸附剂用于废水中的重金属离子的吸附和富集,实现了废物的有效利用,符合循环经济发展模式,具有重要的意义。论文分别采用硝酸、磷酸和氢氧化钠在室温下对木片筛渣进行功能化改性,研究对比了三种改性方法对木片筛渣的改性效果以及对水中Cr(Ⅵ)、Fe(Ⅲ)离子的吸附影响,并对改性效果较好的硝酸改性工艺进行了优化研究。研究表明:经1mol/L的硝酸、磷酸改性后的木片筛渣纤维素、半纤维素和木质素含量均出现不同程度的降低,氢氧化钠改性筛渣三个组分变化最小;三种改性方式均可以不同程度增加木片筛渣的比表面积,从比表面积、孔容和平均孔径的变化分析可知室温改性处理对木片筛渣内部结构破坏影响较小,改性作用为表面改性,XRD分析也得到同样结论。SEM分析显示改性木片筛渣表面有大量径5μm左右的孔隙,经硝酸、磷酸改性后,孔隙孔径略有增加;FT-IR检测表明木片筛渣表面含有羟基等官能团,经改性处理后,羟基吸收峰有不同程度的增强。能谱(EDS)元素分析发现三种改性剂对木片筛渣元素组成影响不大。碘和亚甲基蓝的吸附研究表明,与原料筛渣相比,三种改性木片筛渣吸附效果显著增加,其中硝酸改性筛渣对碘和亚甲基蓝的吸附效果最好。将三种改性筛渣应用于模拟废水中Cr(Ⅵ)、Fe(Ⅲ)的吸附,探讨了不同吸附条件对废水中金属离子的去除效果。结果表明:硝酸改性木片筛渣吸附效果最好,在Cr(Ⅵ)初始浓度为15mg/L,木片筛渣用量为50.00g/L,pH值2.0,吸附温度30℃,吸附时间80min条件下,Cr(Ⅵ)的去除率最高,为88.64%。三种改性木片筛渣对Cr(Ⅵ)的吸附均符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型。将木片筛渣应用于Fe(Ⅲ)的吸附,研究发现:硝酸改性木片筛渣吸附效果最好,在Fe(Ⅲ)初始浓度为200mg/L,pH值2.0,吸附时间2h时,对Fe(Ⅲ)的去除率趋于平衡,去除率为97.84%。三种改性木片筛渣对Fe(Ⅲ)的吸附也都符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型。以Cr(VI)的吸附为指标,对硝酸改性条件进行优化,得到的最佳改性条件为:硝酸浓度为3mol/L、改性时间2.0h、改性温度30℃,最佳料液比为100g/L。通过酸/碱对木片筛渣进行处理转化为吸附剂总体可行性较好。