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重金属废水污染形势严峻,严重危害着人类的健康与生命安全。传统治理重金属废水的方法已无法满足日益严格的环保要求,而采用农业废弃物开发廉价的生物吸附剂用以处理重金属废水倍受青睐。目前,制备木质纤维素类吸附剂的方法大多在液相有机溶剂中进行,工艺复杂、时间长、易造成二次污染。本文针对以上问题,采用机械活化(MA)固相法对蔗渣漂白浆(BP)和蔗渣(SB)进行改性,并将改性蔗渣(MSB)固定化,分别制备出两种不同的吸附剂并研究其吸附重金属离子的性能。主要内容和结论如下:(1)以丁二酸酐为酯化剂,采用MA固相法制备蔗渣漂白浆酯(MBP),以羧基含量(CCOOH)为指标,考察改性的影响因素,并采用FT-IR、XRD、SEM、BET、DSC、TGA对原料和产物进行表征,分析纤维素的固相酯化机理,为蔗渣改性提供理论基础。制备研究表明,当反应温度为90℃、反应时间2.0 h、酸酐比2:1、催化剂用量4%,羧基含量最高为5.21 mmol·g-1。表征分析表明,纤维素羟基与丁二酸酐发生酯化反应,并同时引入羧基;MA不仅可以使BP细化成细小颗粒,从而增大比表面积,而且能够有效破坏纤维素的氢键和晶体结构,降低结晶度,促进酯化反应的进行;延长反应时间可以增强酯基与水的相互作用,并降低MBP的热稳定性。(2)以吸附量为指标,研究MBP吸附Cd2+和Pb2+的影响因素、吸附顺序、动力学、等温吸附模型及吸附机理。结果表明,当MBP反应时间为1.0 h时,吸附效果最好,吸附Cd2+和Pb2+的适宜pH为5.5和6.0;吸附顺序为Pb2+>Cd2+,吸附过程均符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,内扩散不是吸附的唯一控制步骤,MBP的最大饱和吸附量(Qmax)分别为109.41和207.90 mg.g-1,吸附能(E)均在8-16 KJ.mol-1之间;吸附机理主要是依靠分子上-COO-与重金属离子的配位络合,同时存在部分静电物理吸附。(3)在上述研究基础上,首先采用相同方法对更廉价的SB进行改性,然后利用海藻酸钠(NaAlg)将MSB固定化,制备成球形吸附剂(MSB-Alg)。研究包埋比对成球性能、机械强度、吸水率的影响,结果表明,最佳包埋比为5.0。采用FT-IR、XRD、SEM、BET、DSC、TGA对原料及产物进行表征,并分析MSB-Alg的成球机理。研究表明,MSB与NaAlg具有良好的相容性,二者在混合过程中形成交联氢键,使MSB在NaAlg的粘合作用下聚集,固化后形成MSB-Alg小球。MSB的填充能在MSB-Alg干燥过程中起支撑作用,并降低水分的气化温度,进而产生丰富的微孔结构。此外,MSB和NaAlg的相互作用能降低MSB的结晶度,并提高热稳定性。(4)以吸附量为指标,研究MSB-Alg吸附Cd2+和Pb2+的影响因素、动力学、等温吸附模型,并将其与MBP的吸附行为进行对比。结果表明,当MSB-Alg包埋比为5.0时,吸附效果最好;其吸附Cd2+和Pb2+的适宜pH、吸附顺序、吸附机理与MBP相同;吸附的动力学和等温吸附规律与MBP相似,均符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,E均在8-16 KJ·mol-1之间。然而MSB-Alg的Qmax分别为176.36和354.60 mg·g-1,该值比MBP大,且适用浓度范围更宽,但吸附速率较小。