以植物纤维形式存在的木质纤维生物质资源是世界上最丰富的绿色可再生资源,被认为是未来环保材料、替代能源和绿色化学品的理想原料之一。探索可再生木质纤维资源转化获得功能材料、生物能源和平台化学品具有非常重要的意义。近年来,木质纤维生物质全组分溶剂的开发为全生物量利用提供新的途径,为生物质功能材料的研究带来了契机。随着社会发展和工业水平的进步,水体重金属污染越来越严重,危及到环境和人类生活。直接利用木质纤维生物质作为吸附材料成为治理水体重金属污染的新趋向,但是现有的木质纤维生物质往往存在吸附量小、机械强度差、化学抗性不好等缺点,限制了其在废水处理中的应用。因此为了解决木质纤维生物质存在的以上问题,本文针对水体中重金属离子的吸附,制备了三种以甘蔗渣为原料的微球材料并对其结构进行表征。研究了三种微球对重金属离子的吸附性能。研究结果如下:1.以甘蔗渣为原料,采用乳化法直接制备木质纤维微球材料。FTIR和XRD表明木质纤维微球在成球过程中,没有形成新的化学基团,较好地保留木质纤维的基本结构。SEM和BET表明微球是比较规则的球形,表面粗糙,存在大量深浅不一的沟壑。木质纤维微球对Pb2+、Cu2+和Cd2+离子溶液有较高的吸附率,其中对Pb2+具有良好的吸附效果,在pH6条件下6~8 h后达到平衡,吸附容量为8.33 mg/g。2.木质纤维溶液中通过共混加入Fe3O4纳米粒子,制备出新型的磁性木质纤维微球。FTIR和XRD表明Fe3O4纳米粒子成功地分布在木质纤维基体中,这是由于木质纤维与无机纳米粒子间具有强的相互作用。磁性木质纤维微球表面疏松,含有大小不一的微孔。磁性木质纤维微球对Pb2+、Cu2+和Cd2+离子溶液有较高的吸附率,其中对Pb2+具有良好的吸附效果,在pH6条件下6~8 h后达到平衡,吸附容量为9.18 mg/g。磁性木质纤维微球能通过外加磁场进行回收重复利用。3.通过蔗渣与壳聚糖共同溶解在离子液体[Bmim]Cl中得到混合溶液,并用乳化法制备出壳聚糖/木质纤维微球材料。FTIR和XRD表明壳聚糖/木质纤维复合微球在成球过程中,没有形成新的化学基团,较好地保留木质纤维的基本结构。SEM和BET表明微球为比较规则的球形,相比木质纤维微球,微球表面较为光滑,存在大量深浅不一的沟壑与孔径。复合微球对Pb2+、Cu2+和Cd2+离子溶液有较高的吸附率,其中对Pb2+具有良好的吸附效果,在pH6条件下6~8 h后达到平衡,吸附容量为16.347 mg/g。4.通过二氧六环法对皂素提取后的薯蓣渣原料进行组分分离,得到纤维素组分,并且以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)作为纤维素溶剂,采用乳化法制备得到了外观圆整、形态均一的天然纤维素微球。FTIR表明菊叶薯蓣渣纤维素晶型从纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ,结晶度和聚合度有所下降。菊叶薯蓣纤维素微球对Pb2+、Cu2+和Cd2+离子溶液有较高的吸附率,其中对Pb2+具有良好的吸附效果,吸附容量达到20.81 mg/g,它们吸附速度较快,在1~2 h达到吸附平衡。相对于蔗渣原料,三种方法制备所得微球对水中重金属离子的吸附性能有明显提高,这为木质纤维微球在污水处理中的应用提供可行性的依据。菊叶薯蓣纤维素微球的制备为菊叶薯蓣的综合利用提供理论依据。