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目前,重金属水体污染以及印染废水的随意排放,给生态环境带来严重的负担,同时严重影响人类的身体健康。天然高分子絮凝剂因绿色环保,无二次污染,成为吸附重金属离子以及印染废水的研究热点。其中改性淀粉絮凝剂因淀粉来源广泛、成本低廉且可生物降解等优势受到研究者的青睐。目前,淀粉主要来源于玉米、马铃薯和木薯等。本研究旨在用高产、高淀粉含量、非粮食作物的芭蕉芋来代替常用粮食作物玉米、马铃薯等。黄原酸酯相比于其他处理重金属废水的改性淀粉絮凝剂,有操作简单、絮凝沉淀无残余硫化物等优势,且能表现出良好的絮凝效果。本文按两步法先以芭蕉芋淀粉为原料进行交联反应,以沉降积为指标,通过响应面法优化合成具有高交联度的交联淀粉,最佳制备条件为:芭蕉芋淀粉10 g,ECH用量0.90 mL,10%NaOH用量4.40 mL,温度39℃,时间4 h,此时沉降积最小,为1.43 mL,对应芭蕉芋交联淀粉交联度最大。然后利用交联淀粉进行黄原酸化反应,以Cu2+去除率为指标,通过响应面优化合成不溶性芭蕉芋淀粉黄原酸酯(Insoluble Canna edulis Ker Starch Xanthate,IKX),最佳制备条件为:芭蕉芋交联淀粉5 g,CS2用量1.1 m L,20%NaOH用量13.4 mL,温度35.4℃,时间2.1 h,此时Cu2+去除率最大,为99.5%。利用红外光谱及扫描电镜对IKX进行表征,红外光谱特征峰显示醚键形成,说明交联成功,扫描电镜图显示IKX表面出现褶皱及空隙,易于重金属离子及阳离子染料的附着。用IKX对模拟重金属离子(Cu2+、Cd2+)溶液进行絮凝处理,获得最佳絮凝条件,Cu2+最大去除率为99.8%,Cd2+的最大去除率为99.8%。分别进行静态吸附研究,IKX对Cu2+、Cd2+的吸附满足准二级动力学、吸附等温线拟合Langmuir模型单分子层吸附,得出IKX对Cu2+、Cd2+的吸附过程主要受化学吸附的影响且均为有利吸附。首次利用IKX对模拟阳离子印染废水阳离子红X-GRL(阳离子红X-GRL为偶氮染料)及阳离子紫3R进行絮凝试验,二者均获得较好的脱色效果,阳离子红X-GRL最大脱色率为93.5%,阳离子紫3R最大脱色率为88.7%,且对阳离子红X-GRL的脱色效果优于对阳离子紫3R。然后进行静态吸附研究,表明IKX对阳离子红X-GRL、阳离子紫3R的吸附满足准二级动力学,对阳离子红X-GRL的吸附等温线符合Langmuir模型单分子层吸附,对阳离子紫3R的吸附等温线符合Freundlich模型多分子层吸附,得出IKX对阳离子红X-GRL、阳离子紫3R的吸附过程主要受化学吸附的控制且均为有利吸附。