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随着我国工农业的快速发展,含有重金属和染料的废水的排放量越来越大,对于环境的威胁越来越严重,高效快速去除废水中重金属和染料已成为当今环保领域的重点研究问题。木质素由于其具有来源广泛、价格低廉、可再生、环境友好等优点已经在许多领域得到广泛应用。研究表明,对木质素进行化学改性制备的吸附材料可以吸附废水中的金属离子和染料分子,已经得到广泛的关注和应用。本论文依据交联和静电自组装的方法及原理,以碱木质素和木质磺酸钠为原料,进行系列结构设计,在温和条件下制备了四种非磁性木质素基吸附材料,并通过包埋的方法对其进一步负载磁性,又制备了四种磁性木质素基吸附材料,以产物的吸附量和含氮量为指标,通过单因素试验优化了吸附材料的合成条件。采用扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、X-射线衍射(XRD)、震动样品磁强计(VSM)等对吸附材料的结构、形貌和磁性能进行表征。用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了吸附材料对重金属离子Cu2+和Pb2+的吸附性能,利用双光束紫外可见分光光度计(UV)测定了他们对甲基橙和黑ATT染料的吸附性能,并研究了吸附温度、溶液的pH、初始浓度、吸附时间四个因素对吸附性能的影响,考察了吸附过程的动力学、热力学和吸附等温线。本研究为木质素资源的开发再利用提供了大量的基础数据和技术支持。具体研究内容和结果如下：以碱木质素(AL)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,在水介质中,通过戊二醛的交联作用,制备了聚乙烯亚胺-碱木质素(PEI-AL)吸附材料。并对PEI-AL进一步包埋磁性Fe304,制备出了磁性聚乙烯亚胺-碱木质素(Fe3O4-PEI-AL)吸附材料。以PEI-AL的含氮量和对甲基橙、Pb2+的吸附量为指标,通过单因素试验,确定了PEI-AL较佳的合成条件为：AL和PEI的质量比为1：1.5,反应温度25℃,反应时间2h,戊二醛用量20%,该条件下产物的含氮量10.72%,甲基橙和Pb2+的吸附量分别为80.26mg·g-1和103.78mg-g-1。PEI-AL和Fe3O4-PEI-AL对甲基橙、黑ATT、Cu2+口Pb2+的吸附动力学过程均符合拟二级反应动力学模型。PEI-AL和Fe3O4-PEI-AL对Cu2+和Pb2+的吸附符合Langmuir模型,属于单分子层均匀表面吸附,对甲基橙和黑ATT的吸附符合Freundlich模型,属于非均匀表面吸附。PEI-AL和Fe3O4-PEI-AL对Cu2+和Pb2+的吸附热力学结果表明,吸附过程是一个放热和熵减小的自发过程,而对甲基橙和黑ATT的吸附是一个吸热和熵增加的自发过程。以木质素三甲基季铵盐(QL)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,在水介质中,以戊二醛为交联剂,在水溶液中制备了聚乙烯亚胺-木质素三甲基季铵盐(PEI-QL)吸附材料。并进一步对磁性Fe304进行包埋,制备出了磁性聚乙烯亚胺-木质素三甲基季铵盐(Fe3O4-PEI-QL)吸附材料。以Fe3O4-PEI-QL的含氮量和对甲基橙、Pb2+的吸附量为指标,通过单因素试验,确定了较佳的合成条件为：QL和PEI质量比为1：1,反应温度35℃,反应时间3h,戊二醛用量25%,该条件下产物的含氮量11.97%,甲基橙吸附量为126.71mg·g-1,Pb2+的吸附量119.02mg·g-1。PEI-QL和Fe3O4-SL-PEI对甲基橙、黑ATT、Cu2+和Pb2+的的吸附动力学过程符合拟二级反应动力学模型；PEI-QL和Fe3O4-PEI-QL对Cu2+和Pb2+的吸附符合Langmuir模型,属于单分子层均匀表面吸附,PEI-QL和Fe3O4-PEI-QL对Cu2+和Pb2+的吸附热力学结果表明,吸附过程是一个放热和熵减小的自发过程。对甲基橙、黑ATT的吸附符合Freundlich模型,属于非均匀表面吸附,对甲基橙、黑ATT的吸附热力学结果表明吸附是一个吸热和熵增加的自发过程。以木质素磺酸钠(SL)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,在常温水介质中,通过戊二醛的交联作用,制备了聚乙烯亚胺-木质素磺酸钠(PEI-SL)吸附材料。并进一步对磁性Fe304进行包埋,制备出了磁性聚乙烯亚胺-木质素磺酸钠(Fe3O4-PEI-SL)吸附材料。以甲基橙、Pb2+吸附量和含氮量为指标,通过单因素试验,确定了PEI-SL较佳的合成条件为：SL和PEI质量比为1：2.5,反应温度25℃,反应时间2h,戊二醛用量15%,该条件下产物的含氮量13.14%,甲基橙吸附量95.74mg·g-1,Pb2+吸附量163.72mg·g1。PEI-SL和Fe3O4-PEI-SL对甲基橙、黑ATT、Cu2+和Pb2+的的吸附动力学过程符合拟二级反应动力学模型。PEI-SL和Fe3O4- PEI-SL对Cu2+和Pb2+的吸附符合Langmuir模型,属于单分子层均匀表面吸附,吸附过程是一个放热和熵减小的自发过程。对甲基橙、黑ATT的吸附符合Freundlich模型,属于非均匀表面吸附,是一个吸热和熵增加的自发过程。通过静电组装作用,以木质素磺酸钠(SL)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,在常温水介质中,制备了静电自组装聚乙烯亚胺-木质素磺酸钠(SL-PEI)吸附材料。并通过静电作用对磁性Fe304进行静电组装,制备出了磁性静电自组装聚乙烯亚胺-木质素磺酸钠(Fe3O4-SL-PEI)吸附材料。以甲基橙、Pb2+吸附量和含氮量为指标,通过单因素试验,确定了SL-PEI较佳的合成条件为：SL和PEI质量比为1：3,反应温度25℃,反应时间1h,pH值为5,该条件下产物的含氮量13.57%,甲基橙吸附量78.76mg·g-1,Pb2+吸附量148.5mg-g-1。SL-PEI和Fe3O4-SL-PEI对甲基橙、黑ATT、Cu2+和Pb2+的吸附动力学过程符合拟二级反应动力学模型；SL-PEI和Fe3O4-SL-PEI对Cu2+和Pb2+的吸附符合Langmuir模型,属于单分子层均匀表面吸附,吸附热力学结果表明,吸附过程是一个放热和熵减小的自发过程,SL-PEI和Fe3O4-SL-PEI对甲基橙、黑ATT的吸附符合Freundlich模型,属于非均匀表面吸附,吸附热力学结果表明,吸附过程是一个吸热和熵增加的自发过程。