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纤维素的改性及在废水处理中的应用研究作者：童希源等来源：《广东蚕业》 2017年第3期童希源李甘（湖北工程学院新技术学院湖北孝感432000）摘要可再生资源一直是人类研究的重点，纤维素作为世界上存在最多的可再生能源，被广泛的应用到各种行业，比较突出的便是造纸、食品、生活用品等。
而在另一方面，纤维因其极强的吸附性和可降解性，对自然环境无重大影响，因此被使用于废水处理。
但是原始的纤维需要通过一定的改性才能达到高效的处理的效率，基于此文章分析了纤维的改性技术以及废水处理应用。
关键词纤维；结构；改性处理；废水处理；环保中图分类号：X703.1文献标识码：B 文章编号：2095-1205(2017)03-25-01纤维大部分存在于植物当中，在生活中比较常见的便是绳子、石墨、橡胶等，随着经济的发展，纤维的应用越来越多。
利用纤维进行废水处理是比较新颖的方式，主要是通过纤维的高分子内部结构和强大的吸附性。
但是其实际的使用还需要通过改性处理才能更好的被应用。
纤维的改性处理主要分为物理改性和化学改性，因此本文主要是通过纤维的改性处理技术阐述，分析了纤维素在废水处理中的应用。
1纤维素的结构纤维素是目前除去碳元素以外最多的天然元素，普遍存在于棉花之中，在诸多的植物中均有，含量大概在50%左右。
纤维素的组成主要是大分子多糖，例如葡萄糖等。
纤维素具有极强的吸附性，特别是对重金属的吸附，主要是因其结构为多孔，多孔结构内的分子结构含有不同的羟基，大部分为表现为亲水性，因此能够吸附一些废水中重金属离子或者其他小分子结构物。
纤维素虽然具有强烈的吸附性能，但是直接使用在废水处理中，其效果不明显。
主要是因为其本身的结构的问题，多孔结构虽有利于吸附但不能造成比较细致的、彻底的吸附效果。
其次，其分子结构中的羟基和内部其他分子之间产生反应，降低纤维素在水中吸附性能。
2纤维素的改性处理2.1氧化反应氧化反应是纤维素改性处理的基本方式。
主要是通过不同分子之间的结构反应，产生新的氧化物。
改性秸秆对污水中染料物质的吸附脱除研究共3篇改性秸秆对污水中染料物质的吸附脱除研究1改性秸秆对污水中染料物质的吸附脱除研究随着工业生产和人口增长，越来越多的污水被排放进入自然环境，其中包括许多有害物质如染料。
染料的存在不仅会污染环境，还会影响人类健康和生态系统的平衡。
因此，如何有效地去除污水中的染料成为了研究的焦点。
在传统的处理方法中，化学法和生物法是主要的去除方法。
但这些处理方法可能会产生新的环境问题，如产生二次污染或需要高成本。
因此，研究开发一种更经济、环保的方法来去除染料尤为重要。
吸附法是目前用于去除染料的一种常用方法。
它通过吸附剂的作用将染料从污水中分离出来。
吸附剂的种类多样，但贵重的活性炭和大量耗能的合成丙烯酸基材料等高成本吸附剂限制了这种方法的广泛应用。
因此，寻找一种便宜、环保的吸附剂来去除染料具有广阔的应用前景。
秸秆是一种广泛存在的农业废弃物资源。
它的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。
这些成分使秸秆在环保方面具有良好的应用前景。
由于秸秆的化学性质和物理性质可以改变，因此可以通过改性来制备吸附剂来去除染料。
一些研究表明，改性秸秆可以作为染料污染水体中的吸附剂。
本次研究选取自然秸秆和盐酸预处理秸秆，通过物理拼接工艺制备改性秸秆。
本实验的目的是研究改性秸秆对染料污染水体的吸附效果。
首先，我们制备了一种三原色染料污染水体（溴甲蓝、酸性红和原红）。
然后，通过一系列的实验调查了染料去除率和其他因素对秸秆吸附的影响。
实验的结果表明，改性秸秆的吸附效果明显优于纯秸秆。
其中盐酸处理的秸秆吸附效果最佳。
在溴甲蓝、酸性红和原红的最大吸附量分别为17.076mg/g、23.596mg/g、30.283mg/g，而未改性的秸秆分别为10.234mg/g、12.432mg/g、14.256mg/g。
这表明，通过改性处理后，秸秆吸附性能得到了显著提高。
同时，我们考虑了温度、PH、接触时间和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响。
纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展纤维素是一种常见的天然高分子有机化合物，由大量的葡萄糖分子经β-1,4-糖苷键连接而成。
它具有良好的物理性质和化学反应活性，在许多领域都有着广泛的应用。
然而，由于纤维素的高度结晶性和亲水性，使其在废水处理中面临一定的挑战。
因此，为了提高纤维素的降解效率和处理效果，人们通过改性来改变纤维素的结构和性能。
纤维素的改性主要包括物理改性和化学改性两种方式。
物理改性通常采用机械、热处理和辐射等方法，在不改变纤维素基本结构的前提下，改变其物理性能。
例如，通过高温热处理可以破坏纤维素的结晶结构，提高其溶解性和降解性。
辐射可以引入自由基和离子，使纤维素发生交联和链断裂，增加其分散性和吸附性。
化学改性则是通过对纤维素进行化学反应，引入其他功能基团，使其具有特定的性能。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、氧化和取代等。
在废水处理中，纤维素的改性可以增强其对废水中污染物的吸附和吸附能力，提高污染物的去除效率。
同时，改性后的纤维素还可以被微生物更容易地分解和转化，从而加快废水的降解速度。
目前，许多改性纤维素已经被用于废水处理中的吸附剂、絮凝剂和生物载体等，取得了一定的应用效果。
以改性纤维素为吸附剂的废水处理是目前研究的热点之一。
通过改变纤维素的孔结构和表面性质，使其对不同类型的污染物具有良好的吸附能力。
例如，通过酸碱处理可以引入氢氧根或氨基等官能团，增强纤维素对重金属离子的吸附能力。
此外，改性纤维素还可以与其他功能材料复合，形成新型的吸附剂，提高废水处理的效率。
此外，改性纤维素在废水处理中的应用还涉及到絮凝剂和生物载体等方面。
通过改变纤维素的表面性质和电荷状态，使其能够有效地聚集和沉淀悬浮物，提高废水的絮凝效果。
同时，改性纤维素作为生物载体，可用于固定和保护微生物，提供适宜的生长环境，从而促进废水中有机物的降解和去除。
总之，纤维素的改性在废水处理中具有重要的应用价值。
通过改变纤维素的结构和性能，可以提高其吸附能力、絮凝效果和生物活性，进一步提高废水处理的效率和质量。
纤维素的改性及在废水处理中的应用探讨摘要：纤维素属于一种天然高分子，同时也属于一种天然的可再生资源，由葡萄组成的大分子多糖，不会溶于水，也不会溶于一般的有机溶剂。
因为纤维素属于一类纤维状多毛细管的立体规整性高分子聚合物，存在多孔与比表面积大的特点，吸附效果较好，在废水处理中能够得到有效应用，但是在应用之前需注重对纤维素进行改性处理。
本课题在分析纤维素改性的基础上，进一步对废水处理中改性纤维素的具体应用进行分析，希望以此为掌握纤维素改性方法以及提高废水处理效果提供一些具有价值的参考建议。
关键词：纤维素；改性；废水处理；具体应用纤维素具备一定的吸附效果，但是如果以直接的方式将天然纤维素当作吸附剂，则吸附容量较小，并且在选择性上偏低，主要是由于纤维素的高分子结构当中有大量的羟基存在，使其基于分子链之间和分子链内部形成大量的氢键，所产生的羟基覆盖的结构使纤维素的反应活性降低[1]。
考虑到使纤维素的吸附效果得到有效提升，便有必要针对纤维素进行改性处理。
并且，从废水处理工作来看，改性后的纤维素应用到废水处理当中具备很好的效果。
鉴于此，本课题针对“纤维素的改性剂在废水处理中的应用”进行探讨具备一定的价值意义。
一、纤维素的改性分析纤维素改性的方法有两种：其一为物理改性，其二为化学改性，但是，考虑到纤维素改性的效果，通常会采取化学改性方法。
纤维素化学改性的方法较多，下面对其中的氧化反应改性、醚化反应改性以及阴离子交换纤维素改性进行分析，具体改性方法及内容如下：（一）氧化反应改进方法对于纤维素氧化来说，其方法为把新的官能团醛基、酮基以及羧基等，向纤维素大分子当中引入，使性质存在差异的水溶性氧化物或者不溶性氧化物得到有效生成，因此也称作氧化纤维素。
纤维素在氧化过程中，会产生链断裂情况，使得单体环被打开与裂解，此过程纤维素链长的反应不会受到影响，例如：C6-上伯羟基通过氧化生成羧基或者醛基；C2-与C3-当中的仲羧基通过氧化生成酮基；氧化开环生成二醛或者羧基等等[2]。
纳米纤维素去除水中污染物的研究应用摘要：水资源问题日益严重。
作为一种新兴材料，纳米纤维由于其强大的吸附能力和高稳定性，被广泛应用于水处理工艺中。
本文旨在讨论近年来纳米纤维素在重金属吸附、微生物去除和有染物过滤方面的应用，以推动水处理技术的发展。
关键词：纳米纤维素；水处理；应用现代社会面临严峻的水资源污染问题，水中的污染物对人类健康和环境造成持续的威胁。
有效去除水中的污染物、保护水资源变得尤为重要。
纳米纤维素材料作为一种新兴的功能性材料，在水处理领域引起了广泛关注，因为它具有卓越的特性和广泛的应用潜力。
纳米纤维素材料拥有高比表面积、良好的生物相容性和可调控的孔隙结构，使其成为理想的吸附剂和过滤材料。
它们能够高效地去除多种污染物，如重金属离子、有机物和微生物等，从而提高水体质量并减少对生态系统的污染损害。
虽然纳米纤维素材料在水处理中的潜力已被证实，但目前仍存在许多挑战和待解决的问题。
因此，深入探索和总结纳米纤维素材料在水处理中的研究非常必要，以推动其实际应用并促进水资源的可持续利用。
本文将介绍纳米纤维素材料在去除水中污染物的实际应用现状。
同时，我们还将介绍一些最新的研究成果和技术进展，为纳米纤维素材料在水处理领域的进一步研究和应用提供新的思路和方向。
1.纳米纤维素在重金属离子吸附中的应用纳米纤维素基化学吸附材料具有高比表面积和孔隙结构，提供了丰富的吸附位点，可显著提高重金属离子的吸附效率。
改性纳米纤维素能增强吸附能力，并与其他物质复合制备具有更强吸附能力和特殊功能的纳米纤维素基复合吸附材料有着广阔的应用前景。
Abu-Danso[1]等人的研究使用医用脱脂棉制备了含有硫配体的固相纳米纤维素，在合成和工业废水中去除阳离子金属Pb2+和Cd2+方面表现出良好的吸附能力。
实验结果显示，硫配体纳米纤维素对Pb2+和Cd2+的Langmuir吸附容量分别为1.16 mmol/g和0.82 mmol/g。
研究还发现，NaOH可用于再生硫配体纳米纤维素，使其可进行重复使用。
纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展一种常见的纤维素改性方法是化学改性。
其中一种方法是通过酸处理将纤维素转化为纤维素酸，增加其溶解度。
另一种方法是通过酶解将纤维素转化为可溶性低聚糖，减小其分子量，使其更易于处理。
此外，通过在纤维素分子中引入功能基团，如羟基乙基纤维素（HEC）和羟丙基纤维素（HPMC）等，可以改善纤维素的降解性能和水溶性。
纤维素改性不仅可以提高纤维素的处理性能，还可以增强其吸附能力。
研究人员还使用改性纤维素材料开发了各种吸附剂，如纤维素珠和纤维素炭等，用于废水中污染物的吸附和去除。
改性纤维素材料具有较大的比表面积和吸附容量，能够高效地去除废水中的重金属离子、有机物和染料等污染物。
此外，纤维素还可用作废水处理过程中的调节剂。
纤维素能够调节废水的pH值、粘度和离子强度等参数，对废水的处理过程具有一定的影响。
例如，纤维素可用于调节废水的pH 值，进而影响污染物的溶解度和沉淀性。
纤维素还可以用作生物载体，促进废水中微生物的生长和降解有机污染物的能力。
虽然纤维素改性在废水处理领域取得了一些进展，但仍存在一些挑战。
首先，纤维素的改性过程复杂，需要优化操作条件和选择合适的改性剂。
其次，纤维素在废水处理过程中可能会发生固相胶凝和胶态胶凝等复杂的反应，影响废水处理的效果。
此外，纤维素改性材料的制备成本较高，限制了其在工业应用中的推广。
综上所述，纤维素的改性在废水处理中具有广泛的应用前景。
通过化学改性、吸附剂制备和调节剂等方法，纤维素的处理性能和吸附能力可以得到显著提高。
然而，仍需要进一步的研究来解决纤维素改性中存在的问题，并提高纤维素材料的制备效率和降低成本，以实现其在废水处理领域的大规模应用综上所述，纤维素的改性在废水处理领域具有巨大的潜力。
改性纤维素材料通过其较大的比表面积和吸附容量，能够高效地吸附和去除废水中的污染物。
此外，纤维素还可作为调节剂，调节废水的pH值、粘度和离子强度等参数，对废水处理过程产生影响。
水解法生产纤维素再利用废水中若干污染物去除效果评估背景纤维素是一种非常重要的天然高分子化合物，它在食品、制药、纸浆和纤维等领域有着广泛应用。
由于其生产过程中会产生大量的废水，含有高浓度的污染物。
为了达到环保和资源节约的目标，需要寻找一种有效的废水处理技术，将其中的污染物去除，同时回收纤维素。
研究方法本研究采用水解法生产纤维素的方法处理含有若干污染物的废水。
首先通过化学处理将原料木材中的纤维素和其他成分分离，得到纯净的纤维素。
然后将纤维素加入到含有污染物的废水中，进行水解反应，将纤维素分解成为低分子量的糖类。
糖类可以作为有机肥料或发酵原料，用于生产生物燃料和其他化学品。
为评估水解法处理废水的去除效果，我们将重点关注废水中若干特定污染物的去除率。
我们选取了COD、BOD、NH3-N、TP和TN作为评估指标，分别测定水解后废水中这些污染物的浓度变化。
同时我们比较了水解前后的废水特性变化，包括PH值、溶解性固体、浊度和颜色等。
实验结果实验结果表明，水解法处理废水可以显著地降低COD、BOD、NH3-N、TP和TN的浓度。
以COD为例，处理前废水COD浓度为895.2 mg/L，处理后仅有113.6 mg/L，COD去除率高达87.3%。
其他指标的去除率也在60%以上，效果较好。
在废水特性方面，处理前后水样的PH值、溶解性固体、浊度和颜色等指标均有所变化。
PH值由处理前的6.1升高至处理后的7.3，溶解性固体和浊度均减小了很多，颜色也由深色变成了较浅的黄色。
讨论水解法处理废水的原理是将纤维素分解成为糖类等低分子量有机物，因此这种废水处理方法更适合含有有机污染物的废水。
目前国内外许多研究都证实了水解法的有效性，可以将废水中的有机污染物去除，同时生产出可用于循环利用的有机物质。
在实际应用中，水解法处理废水需要考虑到废水的具体情况，包括废水的pH值、温度、浓度等因素。
此外，在操作过程中还需要控制水解反应的条件，包括酸碱度、反应时间和反应温度等，以保证水解反应的高效性和稳定性。
《纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展》篇一一、引言纤维素是一种从天然植物资源中提取出来的生物聚合物，其应用广泛，可涉及纺织、造纸、食品、医药等多个领域。
然而，由于纤维素的结构特性和性质，其在实际应用中仍存在一些限制。
因此，对纤维素的改性研究成为了科研领域的重要课题。
本文将重点探讨纤维素的改性方法及其在废水处理中的应用研究进展。
二、纤维素的改性纤维素的改性主要是通过改变其分子结构、提高其性能以及拓展其应用范围。
常见的改性方法包括物理改性、化学改性和生物改性。
1. 物理改性：物理改性主要是通过物理手段改变纤维素的形态、尺寸和表面性质。
如超声波处理、高能辐射、等离子体处理等，这些方法可以改变纤维素的结晶度、孔隙结构和表面亲疏水性等，从而提高其性能。
2. 化学改性：化学改性是通过化学试剂与纤维素分子发生反应，改变其分子结构和性质。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、接枝共聚等。
这些方法可以引入新的官能团或改变纤维素的溶解性能，从而拓宽其应用范围。
3. 生物改性：生物改性是利用酶或微生物等生物催化剂对纤维素进行改性。
这种方法具有环保、高效和专一性强的特点，可实现纤维素的定向改性。
三、纤维素在废水处理中的应用随着工业化和城市化的快速发展，废水处理成为了环境保护的重要领域。
纤维素因其良好的吸附性能、生物相容性和可再生性，在废水处理中具有广阔的应用前景。
1. 吸附剂：纤维素具有良好的吸附性能，可用于去除废水中的重金属离子、有机物和染料等污染物。
通过物理吸附、离子交换和络合作用等机制，实现对废水中污染物的有效去除。
2. 生物载体：纤维素可作为生物载体，用于培养和固定化微生物，提高微生物对废水中有机物的降解效率。
同时，纤维素的多孔结构和大的比表面积有利于微生物的生长和繁殖。
3. 膜材料：纤维素具有良好的成膜性能，可用于制备微滤膜、超滤膜和反渗透膜等。
这些膜材料具有高的分离性能和良好的抗污染性能，可应用于废水的深度处理和回用。
纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展一、引言纤维素是一种天然高分子化合物，广泛存在于植物细胞壁中，是植物的主要组成部分之一。
由于其结构特殊，纤维素具有良好的吸附性、吸湿性、机械强度和生物降解性等特点，因此被广泛应用于各个领域。
然而，在进行废水处理过程中，纤维素存在一定的限制，如其吸附能力有限、稳定性较差等。
因此，改性纤维素的研究及其在废水处理中的应用具有重要意义。
二、纤维素的改性方法1. 物理改性物理改性是通过改变纤维素的形态和结构来提高其性能。
常见的物理改性方法包括机械破碎、化学预处理、温度处理等。
例如，通过高温处理可以改变纤维素的组织结构，使其具备更好的吸附性能。
2. 化学改性化学改性是通过改变纤维素的化学结构来提高其性能。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、硫化等。
例如，通过酯化改性可以提高纤维素的亲水性，使其更好地应用于废水处理中。
3. 生物改性生物改性是利用生物酶对纤维素进行降解和改变其结构。
常见的生物改性方法包括微生物发酵、酶法处理等。
例如，通过微生物发酵可以改变纤维素的结构，使其具备更好的吸附性能。
三、改性纤维素在废水处理中的应用改性纤维素在废水处理中主要应用于吸附剂、过滤剂和生物膜等方面。
1. 纤维素吸附剂改性纤维素作为吸附剂能够吸附废水中的有害物质，如重金属离子、有机物污染物等。
改性纤维素具有高吸附能力、大比表面积和良好的生物降解性能，在环境保护和废水处理中有着广泛的应用前景。
2. 纤维素过滤剂改性纤维素还可以用作过滤剂，用于废水中悬浮物的去除。
改性纤维素具有优异的吸附性能和过滤效果，能够有效地去除废水中的颗粒物质和胶体物质，从而达到净化水质的目的。
3. 纤维素生物膜改性纤维素还可以用于构建生物膜，用于废水中有机物的降解和去除。
改性纤维素具有良好的附着性能，能够提供良好的基质和环境，有利于生物菌群的生长和活性酶的表达，从而加速废水中有机物的降解过程。
作者简介：吴文清，女，硕士研究生，主要从事化学材料制备与特性及生物脱氮研究。
*基金项目：国家自然科学基金（项目编号20777019）；广东省科技厅（项目编号2011B010100029）；广东省经济和信息化委员会（项目编号20100106－3）；广东省教育部产学研结合项目（项目编号2011B090400284）专项资金资助项目。
改性秸秆纤维素在水处理中除磷的研究*吴文清2黄少斌1，2，3张瑞峰1，2祝光富4（1．华南理工大学环境科学与工程学院，广东广州510006；2．污染控制与生态修复广东省普通高等学校重点实验室，广东广州510006；3．工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广东广州510006；4．广东上九生物降解塑料有限公司，广东东莞523128）摘要：对小麦秸秆进行物理－化学方法改性后，制备成一种新型的吸附剂用于处理水溶液中的磷酸根离子。
通过扫描电子显微镜（SEM ）、傅里叶红外光谱仪（FT －IR ）和热重分析仪（TG ）对秸秆进行了表征，并对磷的吸附与解吸再生特征进行研究。
结果表明，秸秆的燃烧过程受金属离子效应影响，秸秆独特的表面与内部结构有利于磷的吸附，经过超声波协助碱液预处理后能大大提高纤维素的可及度。
动力学与热力学实验表明颗粒内扩散不是磷吸附过程的唯一控制速率，并且磷的吸附过程属于化学吸附。
解吸再生实验表明改性秸秆可循环利用。
关键词：小麦秸秆；纤维素；磷酸根；吸附再生中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671－4571（2012）05-0080-07我国《污水综合排放标准》（GB8978－1996）规定，一级磷酸排放标准为0．5mg /L ［1］。
一般来说，当天然水体中总磷浓度大于0．02mg /L ，总氮浓度大于0．2mg /L 时，认为水体处于富营养化状态［2］。
从水体中藻类生长繁殖对氮、磷的需求关系看，其生长对磷需求更为敏感［3］。
因此，磷是富营养化水体的主要限制因子，磷的控制对于富营养化水体的修复具有重要的意义［4］。
吸附法由于具有高效、简单、无二次污染等特点，特别适用于低浓度废水的处理而倍受关注。
随着石油、煤炭等不可再生资源的减少，能源危机的加剧，给经济的发展带来了沉重的压力，但是同时也刺激了对可再生能源的研究［5］。
我国有丰富的秸秆资源，年产量可达7亿多吨，居世界之首，但是秸秆的利用率较低，不仅造成了资源的浪费，还造成了环境污染。
对我国这样一个化石资源短缺、人口众多、经济持续快速发展的大国，推动农业秸秆的高效转化利用，具有更突出的迫切性［6－7］。
秸秆纤维素富含羟基、羧基等活性基团，对水体中的污染物质具有良好的絮凝及络合吸附作用。
本实验通过改性秸秆纤维素，分析改性前后秸秆组分变化及对磷吸附－解吸的特征研究，为秸秆在水处理中的应用提供理论依据与技术指导。
1材料与方法1．1材料与仪器材料：小麦秸秆，环氧氯丙烷，磷酸二氢钾，氢氧化钠，结晶氯化铝。
仪器：超凡型小容量恒温振荡器（SPH －200B ）；分析天平（BS124S ）；101－型电热鼓风干燥箱；pH 计（雷磁PHS －25）；微波消解仪（WMX －Ⅲ－B ）；紫外可见分光光度计（TU －1810）；扫描电子显微镜（Hitachi S －3700N ）；德国Bruker 公司傅里叶红外光谱仪（Vector 33）；热重分析仪（TG209F1）。
1．2实验方法和性能测试1．2．1秸秆吸附剂的制备准确称取20g 小麦秸秆样品于500mL 三口烧瓶中（见图1），加入400mL0．3 0．4mol ·L －1的NaOH 溶液，在25 35ħ范围内搅拌30min 后用超声波处理10 15min ，然后再继续搅拌30min 。
加入环氧氯丙烷100mL ，于90 100ħ下搅拌60min 。
再加入一定量的结晶氯化铝，于100 110ħ下搅拌180min 。
最后用清水清洗数遍，过滤，干燥即得产物。
8图1改性装置示意图1．2．2静态吸附法取一定量适当浓度的磷标准溶液于具塞锥形瓶中，加入定量改性小麦秸秆，在一定温度条件下以设定的振荡强度振荡一定时间，静置，取上清液，测量磷浓度。
吸附剂对吸附质的吸附量可以根据下列公式计算出：q=（C0－Ct）·V/m（1）式中：q—吸附剂对吸附质的吸附量，mg·g－1；C—吸附质初始浓度，mg·L－1；Ct—t时刻吸附质的浓度，mg·L－1；V—吸附质的体积，L；m—吸附剂的质量，g。
磷的去除率可以根据式（2）计算：η=（C0－C t）/C0·100%（2）1．2．3热力学计算方法（1）活化能吸附过程的反应活化能（Ea）可以由线性Ar-rhenius方程来计算［8］：ln（k）=ln（A）－（Ea/RT）（3）式中：Ea—吸附反应活化能，kJ·mol－1；k—控制吸附过程中的速率常数；A—Arrhenius常数；T—绝对温度，K；R—热力学常数（8．314J·mol·K－1）。
（2）吸附焓△H的计算由Clausius一Clapeyron方程：ln C=ΔHRT+K（4）式中：C—吸附平衡时的浓度，mg·L－1；T—热力学温度，K；R—理想气体常数；△H—等量吸附焓，KJ·mol－1；K—常数。
吸附吉布斯自由能△G和吸附熵△S可以通过式和Gibbs－Helmholtz方程计算出来：［9－10］△G=－RTlnb（5）△G=T△S－△H（6）其中：b—Langmuir常数，L·mol－1；R—气体普适常数，8．314J·mol－1·K－1；T—绝对温度，K；△G—吸附自由能，kJ·mol－1；△S—吸附过程中的熵变，kJ·mol－1·K－1；△H—吸附过程中的焓变，kJ·mol－1。
1．2．4再生试验取等量的吸附过磷酸根的改性秸秆，分别放入一定浓度的NaOH、H2SO4、NaCl、MgCl2溶液中，震荡4h，将解吸后的改性秸秆过滤，含有磷酸根滤液使用紫外分光仪进行分光测定。
再生的改性秸秆用去离子水清洗三遍，重新进行吸附及解吸实验。
解吸率通过以下公式计算：解吸率=磷酸根去除量磷酸根吸附量ˑ100%（7）1．2．5FTIR、SEM、TG表征改性前和改性后的秸秆分别KBr压片后，用傅里叶红外光谱仪测定红外光谱；将真空干燥后的改性前和改性后的小麦秸秆黏于载物台上，在试样表面喷涂一层金膜，然后用扫描电镜观察固体表观形貌；采用高纯氮进行热解实验，实验中热天平的保护气体流量为20mL/min，吹扫气体流量为130mL/ min，升温速率为20ħ/min，温度范围为40 900ħ。
2结果与讨论2．1秸秆组分分析与表征2．1．1纤维素成分分析秸秆的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素等。
由于木质素、半纤维素对纤维素的保护作用以及纤维素自身的晶体结构，使得木质纤维素形成致密不透水的高级结构，导致反应试剂很难与木质纤维素中各组分充分接触，影响改性反应的进行［11］。
对比改性过程不同阶段的纤维素含量变化图可知，超声波协助碱液处理秸秆后，纤维素含量大大增加，一方面是由于纤维表面的杂质会在碱液的作用下逐步除去，半纤维素和木质素也会溶解脱除，另一方面是因为超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象［12－13］，植物纤维表面出现裂纹或使纤维产生纵向分裂，发生细纤维化［14］。
18预处理后秸秆纤维素性质变得均一，增加了可及度，更利于醚化反应的进行，改性完成后，纤维素的含量有所减少，主要是因为纤维素上的羟基基团与试剂发生了反应。
图2纤维素含量变化图2．1．2SEM 和能谱图的分析图3（a ） 图3（d ）分别为改性前、碱处理、超声波－碱处理、改性后秸秆的表面形貌图，由图可以看出，改性前秸秆表面存在很多小碎片；经过碱预处理后，秸秆表面的灰分和一些抽出物被去除，使得表面看起来更加干净，规整；经过超声波处理后，秸秆表面出现些小孔，这对于后面的化学改性非常有用，有助于溶剂、铝盐与秸秆充分反应；改性完成后，秸秆表面具有高度的有序性。
图3四种不同改性秸秆的SEM 图在秸秆的表面与内部都能检测到磷元素，说明秸秆能较好地吸附磷酸根离子。
这主要是因为秸秆凹凸相间的表面与空心状的内部结构增加了秸秆的比表面积，为活性基团吸附磷酸根离子提供了广阔的空间。
因此，秸秆的表面与内部都能较好地吸附磷酸根离子。
2．1．3TG 分析由图4可知，秸秆的失重过程大致分为三个阶段：脱水阶段、迅速失重阶段和缓慢失重阶段。
对于单一碱性预处理秸秆（A ）和超声波－碱性预处理秸秆（B ）而言，失重图较相似，第一阶段（＜200ħ），脱水阶段，水分析出；第二阶段（200ħ 400ħ）迅速失重，失重率达70%左右，主要是因为挥发分着火燃烧，燃烧效率较快；第三阶段（＞400ħ），缓慢失重阶段直至燃尽，主要为固体焦炭以及挥发分二次燃烧［15］。
观察未改性秸秆（C ）和改性秸秆（D ）失重曲线图可知，燃烧失重趋势相似，规律与A 、B 大致相同。
第一阶段（＜200ħ）脱水阶段，水分析出；第二阶段（200ħ 340ħ）迅速失重，失重率达45%左右；第三阶段（340ħ 570ħ）缓慢失重，失重率达45%左右；但是，当温度大于570ħ后，失重率几乎为0，有炭黑生成。
可能是由于金属离子效应［16］，未改性的28秸秆自身包含Na 、K 、Mg 等可溶性金属盐，改性秸秆含有铝盐，这些金属盐吸附在秸秆上，会阻碍燃烧过程的升温速率，利于固定炭的生成，同时金属盐“阻塞”了挥发分的析出通道，增大了挥发分的二次分解，促进了固定炭的生成［17］。
这也说明了，在秸秆热解过程中，金属盐强烈地参与化学反应从而对产物分布产生影响［18］。
图4秸秆的TG －DSC 分析曲线2．2磷的吸附特征2．1．1铝盐投加量对改性效果的影响由图5可知，当AlCl 3和秸秆的质量比为1ʒ1和1．5ʒ1时，处理效果最好，分别达到了99．8%和100%，而所加AlCl 3过多或者过少，效果都不理想，这说明当AlCl 3投加量与秸秆质量比为1ʒ1和1．5ʒ1时，小麦秸秆得到很好的改性，其复合体空间构型最有利于对磷的吸附。
当AlCl 3投加量较小时，小麦秸秆无法被充分改性，相应的改性产物可吸附磷的官能团减少，导致磷的去除率较低。
当AlCl 3投加量较多时，过量的Al 3+使秸秆中的纤维素水解，可能致使－OH 基团消失，从而降低了吸附去磷能力。
考虑到成本与进入水体的Al 3+问题，故选择AlCl 3与秸秆质量配比为1ʒ1。
图5AlCl 3投加量对磷吸附效果的影响2．1．2溶液中Al 3+的稳定性为了进一步证明改性秸秆吸附磷的实际应用，对吸附后水溶液中Al 3+解析的研究是很有必要的。
