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我国油茶壳资源丰富,但未得到有效的利用,大部分被焚烧或丢弃。而油茶壳中含有30%左右的纤维素,是合成纤维素类吸附剂的优良材料,具有极大的经济效益;纤维素类吸附剂具有原料来源广、生产成本低、吸附效率高等优点,可有效解决重金属污染问题。本文以油茶壳为原料,对油茶壳中纤维素的提取和纯化工艺进行研究,并对提纯后的纤维素进行改性,合成纤维素黄原酸盐吸附剂,然后考察其对Cu2+的吸附性能。主要研究内容如下:(1)采用稀HNO3酸解去除油茶壳中的木质素、半纤维素等成分,达到提取纤维素的目的。考察了硝酸浓度、固液比、酸解温度、酸解时间、酸解次数对油茶壳酸解率的影响,得到最佳工艺条件:酸解温度为75℃、酸解时间为90 min、固液比为1:10、硝酸浓度为12%、酸解次数为1次,在此条件下,酸解率为61.42%。通过FT-IR、SEM、XRD等检测手段对粗纤维素样品进行表征,结果表明样品中不存在含有苯环结构的芳香族化合物,木质素层被破坏去除。(2)采用NaOH和H2O2对粗油茶壳纤维素进行提纯,考察了H2O2浓度、液固比、NaOH浓度、反应温度、反应时间等因素对纤维素纯度的影响,得出最佳提纯工艺条件:H2O2浓度为5%、液固比为26:1、NaOH浓度为2%、反应温度为40℃、反应时间为120min,在此条件下,纤维素纯度可达到94.78%。通过FT-IR、SEM、XRD、热重等检测手段对产品进行表征,分析结果表明,提纯后的产品与纤维素标品结构基本一致,从而确定该产品为纤维素。(3)在NaOH作用下,以纯化后的纤维素为原料,CS2为改性剂,通过酯化反应,合成油茶壳纤维素黄原酸盐。对合成的产物进行FT-IR、SEM表征,结果表明纤维素分子中成功引入了黄原酸基,且产物表面粗糙,存在许多孔隙结构。运用前线轨道理论,分析纤维素和CS2的反应活性,并从量子化学角度,对其反应机理进行模拟。(4)以纤维素黄原酸盐为吸附剂,考察吸附过程中吸附剂用量、溶液初始浓度、溶液pH、吸附时间等对Cu2+去除率及吸附量的影响,得到吸附最佳条件为吸附剂用量为0.10 g,Cu2+的初始浓度为50 mg/L,溶液pH=3,吸附时间为30 min。在此条件下,去除率达98.88%,吸附量达24.72 mg/g。吸附动力学和等温吸附研究结果表明,该吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,其最大吸附量为91.24 mg/g。