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植物纤维作为一种高分子生物质材料,具有广泛的来源和低廉的成本,在水污染控制领域的应用前景广阔。榕树气生根(BARs)作为一种废弃的生物质资源,具有充足的供应量及作为环境功能材料的潜力,而原料本身吸附性能有限,通过柠檬酸对其进行热化学改性以优化其对染料和抗生素的去除能力。对比研究桔皮、柚皮、桉木浆和BARs的化学性质及形貌结构,探究四种植物纤维改性后对龙胆紫(GV)、罗丹明B(Rh B)和环丙沙星(CIP)的吸附性能。由于BARs具有较高的无定型度和羧基含量,且对GV、Rh B及CIP的去除表现最佳,最终被选为吸附剂原料。反应温度对改性结果具有明显影响,所以选取363 K、393 K和423 K三个改性温度。通过FESEM和BET分析发现,改性降低比表面积,未改性和改性BARs均属于介孔材料;FTIR结果表明393 K和423 K改性BARs的羧基化程度较高;XRD结果表明改性降低纤维结晶度,且423 K改性BARs的结晶度最低;Zeta电位分析发现393 K和423 K改性使纤维的电负性增强,其中423 K改性BARs的负电荷量最高。改性导致的结晶度、官能团和负电荷量的变化将显著提升纤维的吸附性能,并且较高的改性温度会使纤维的无定型度、羧基化程度和电负性更高,证明393 K和423 K改性BARs具有更强的吸附潜力。改性BARs对GV和Rh B吸附行为具有显著差异,两者吸附的最佳p H值分别为6和3,并且Rh B的吸附易受酸碱度影响,综合染料去除率和纤维利用率分别将GV和Rh B的吸附剂投加量设置为0.8 g/L和1.2 g/L,GV和Rh B的最大吸附量分别为456.64mg/g和115.23 mg/g,对比发现393 K改性BARs作为高效吸附剂具有一定优势。动力学和热力学分析表明GV和Rh B的吸附过程均是吸热、熵增的自发反应,由物理和化学作用共同控制,且热力学自发程度随温度升高而增强。改性BARs表面结构和孔隙条件并非GV和Rh B吸附的主导因素,GV吸附主要为静电吸引,还涉及氢键、电子供体-受体(EDA)相互作用以及OH-π弱相互作用,而Rh B吸附除了涉及上述机理之外,还具有电子受体-受体(EAA)相互作用和静电排斥,解释了改性BARs对GV和Rh B吸附能力的显著差异以及Rh B吸附对溶液p H值的依赖性。未改性和改性的四种BARs对CIP的吸附行为具有相似规律。实验表明,p H值为8时的吸附效果最理想;1.2 g/L的吸附剂投加量可以保证CIP去除效果和材料利用效率;吸附反应在48 h内达到平衡。但四种材料对CIP的吸附能力并不相同,从大到小依次为423 K、393 K、363 K改性和未改性BARs,表明改性成功提高材料吸附性能且改性温度会对改性结果产生影响。Langmuir等温线最适合描述393 K改性BARs对CIP的吸附,而Freundlich方程则更适合其他BARs的吸附数据,最高的最大吸附量是393 K改性BARs的86.58 mg/g,其次是423 K改性BARs,最低是未改性BARs的42.56 mg/g。吸附动态研究发现CIP吸附过程中存在化学作用,外膜扩散为速率控制步骤,且平衡吸附量随改性温度升高而增加,423 K改性BARs的吸附表现突出。热力学分析显示,BARs对CIP的吸附过程均是吸热、熵增的由物理和化学作用共同控制的自发反应,393 K和423 K改性BARs的热力学自发程度相近,高于其他BARs。纤维物理特征非CIP吸附主导因素,吸附主要由静电引力、氢键和外膜扩散作用共同控制。综上可见改性显著提高了纤维吸附容量,且423 K和393 K改性BARs具有较为优异的CIP吸附性能。