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壳聚糖是自然界中存储量仅次于纤维素的生物聚合物,具有来源丰富,环境友好,易生物降解和无毒等优点。因其分子结构中存在大量的羟基和氨基,易与染料分子发生相互作用,被广泛地应用于水溶液中染料的去除。针对粉末状壳聚糖吸附剂吸附后难以从溶液中分离出来和其本身带正电荷对阳离子染料具有较低的吸附容量和较差的吸附效果的问题,本论文选择以具有丰富氨基和羟基的壳聚糖为潜在吸附剂材料,引入磁性纳米粒子Fe304或将其制备成微珠状以提高其分离性能;为改善其吸附效果,引入阴或阳离子官能团-COOH或-NH2,增加其吸附量。将制备得到的磁性吸附材料或pH敏感性、微珠状改性吸附剂应用于单一体系或二元体系离子型染料废水中,评价其吸附性能并探究其可能存在的吸附机理。主要研究内容和结果如下:(1)同时引入磁性纳米粒子Fe304和乙二胺组分改性壳聚糖,采用简单的一锅法合成了乙二胺改性磁性壳聚糖复合材料(MCS-NH2)。结合FT-IR、XRD、TGA、VSM、SEM、TEM、Zeta电位和BET等手段,对复合材料的结构进行表征,探究其对阴离子染料橙黄II(ORII)的吸附行为和可能的吸附机理。结果表明,在最优条件下(pH 7.07,初始 ORII 浓度为 100 mg L-1,吸附剂 MCS-NH2 3 g L-1,室温 298 K,吸附30分钟),ORII的去除率达到94.3%。MCS-NH2复合材料对阴离子染料呈现良好的吸附能力,在印染废水处理方面具有潜在的应用价值。(2)以壳聚糖和明胶为原料,引入刚性材料石墨烯组分制备GN填充壳聚糖-明胶微珠状吸附剂CS/Gel-xGN,以提高其热稳定和在水溶液中的溶胀稳定性。结合FT-IR、XRD、TGA、FESEM和Zeta电位等手段,对微珠吸附材料的结构进行表征。探究微珠吸附材料在不同条件下(如接触时间、pH值、初始浓度)对ORII的吸附性能、溶胀行为和循环使用性能。在最佳条件下,ORII的最大去除率为84.3%。此外,还研究了体系中共存的不同种类、浓度的无机盐和表面活性剂(CTAB、SDS、Triton X-100)对其吸附性能的影响。利用吸附动力学和等温吸附模型对吸附过程进行了分析,推测可能存在的吸附机理。结果表明,静电作用和氢键在染料吸附过程中起着重要的作用。(3)在壳聚糖结构中引入羧基含量较高的一氯乙酸组分,制得具有pH敏感性及可调变吸附和分离性能的羧甲基壳聚糖吸附材料CCSx。结合FT-IR、XRD、SEM、EDX、Zeta电位和BET等手段对羧甲基壳聚糖吸附材料的结构进行表征,探究其对甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能,并分析了可能的吸附机理。结果表明,壳聚糖的羧甲基化主要发生在C6-OH和C2-NH2。在最优pH值条件下(pH≥5(MB)和pH≥3(MO)),MB与MO的去除率分别为94.5%和90.6%。实验数据更符合Langmuir模型(R2>0.99),由此计算得到的CCS1对MB和MO最大吸附量分别为92.51和64.56 mg g-1。在二元混合染料体系MB/MO中,通过简单调节溶液初始pH值(pH≥5或pH≥3)可以达到选择性吸附与分离效果,表明该吸附材料具有较好的实际应用前景。