蔗渣纤维素吸附剂

摘要：为实验使用氯化锌活化碳化甘蔗渣制备生物质吸附剂，吸附浓度为30 mg/lcu2+废水。

采用正交实验探讨了活化剂zncl2的浓度、活化浸渍时间以及活化剂对甘蔗渣生物质的固液比对制备生物吸附剂的影响。

结果显示：当zncl2浓度为25 %，固液比为1∶25，浸渍时间为36h时，最佳吸附率为97.3 %。

生物质吸附剂具有甘蔗渣的纤维形貌结构和乱层石墨结构状态，其中含有丰富的孔隙，吸附孔径宽度为2.75 nm，langmuir比表面积为193.7 m2/g，单孔吸附总量为0.09 cm3/g。

关键词：氯化锌；甘蔗渣；活性炭；吸附中图分类号：x712文献标识码：a文章编号：16749944（2016）120056031引言基于有机生物质的吸附剂被称为生物质吸附剂，普遍的认为是一种大量存在于自然界、工业副产物、废弃材料或农作物的经济有效的吸附剂[1]。

开发生物质能源对温室气体减排，保障国家能源安全具有重要作用，对生态环境具有保护作用，有利于促进农村建设[2]。

生物质吸附材料具有无毒、可生物降解、不破坏生态环境等优点，拥有良好的应用前景[3]。

甘蔗渣是甘蔗制糖的主要副产品，是一种潜在的生物质资源。

据测算，我国每年有约700多万t的甘蔗渣没有进行再利用[4]，一般废弃于田野或焚烧处理，这不仅占用土地，而且对空气造成严重污染。

利用甘蔗渣制备废水生物质吸附剂既处理了农业废弃物，又能产生良好的环境效益与经济效益，是甘蔗渣废物利用的有效途径[5～7]。

一般而言，zncl2可与甘蔗渣反应而开创出丰富的孔结构，同时还能改变甘蔗渣生物质吸附剂表面官能团的类型和数量，因此本研究将采用zncl2活化法制备甘蔗渣生物质吸附剂，并研究其吸附性能。

2材料与方法2.1原料、试剂与仪器2.2实验方法2.2.1甘蔗渣制备生物质吸附剂采用正交实验的方法，以固液比、活化剂浓度、浸渍时间3个参数为考察因素制定实验方案，实验流程见图1。

2.2.2吸附剂吸附cu（ⅱ）本研究以含cu（ⅱ）废水作为吸附质考察甘蔗渣生物质吸附剂的吸附性能。

利用甘蔗渣制备新型多孔材料的研究甘蔗是一种重要的农作物，广泛种植于热带和亚热带地区。

除了提供甜美可口的蔗汁和食用糖，甘蔗剩余部分也有很高的利用价值。

其中，甘蔗渣是一种丰富的农业副产品，在甘蔗加工过程中产生，并且通常被视为废弃物处理掉。

然而，近年来越来越多的研究表明，甘蔗渣可以作为原料制备出一种新型多孔材料，具有广泛的应用潜力。

新型多孔材料是一类具有高表面积和低密度的材料，其具有许多独特的化学和物理性质。

这些材料在领域广泛应用，例如吸附剂、催化剂、电池材料、声音吸收材料等。

而甘蔗渣，作为一种富含纤维素和半纤维素的生物质材料，具有较为理想的原料特性，可以通过特定的处理方法转化为多孔材料。

甘蔗渣制备多孔材料的研究首先需要对原料进行预处理。

通常情况下，甘蔗渣需要经过洗涤、干燥和粉碎等步骤，以去除杂质、提高纯度，并将其转化为更易于处理的形式。

随后，可以通过物理或化学方法对甘蔗渣进行改性，以增强其吸附性能、稳定性和可控性。

例如，可以利用酸碱处理、酯化反应、离子交换等方法，将甘蔗渣表面的羟基、羧基等官能团进行改变或引入，以调控多孔材料的结构和化学性质。

多孔材料的制备通常通过两个主要的方法，即物理法和化学法。

物理法主要包括模板法、溶胶凝胶法、水热合成法等，而化学法则包括模板析出法、氧化还原法、燃烧法等。

这些方法多数可以应用于甘蔗渣的制备过程中。

模板法是一种常用的物理法制备多孔材料的方法。

在这种方法中，甘蔗渣被用作模板，在其表面形成一个空腔结构。

然后，可以利用一种适当的材料（例如聚合物或无机化合物）填充这些空腔，并在经过一系列的后续处理步骤后，将原甘蔗渣模板去除，留下具有高度有序孔隙结构的多孔材料。

溶胶凝胶法也是一种常用的物理法制备多孔材料的方法。

在这种方法中，甘蔗渣被混合到一个溶胶中，然后通过凝胶化处理，将溶胶转变为凝胶状态。

通过控制凝胶形成过程中的温度、pH值和其他条件，可以调控多孔材料的孔隙大小和分布。

最后，凝胶经过干燥或热处理等步骤，得到具有高度有序孔隙结构的多孔材料。

吸附树脂及其在水与废水处理中的应用3孙伟民,张广成,吴耀国,柴丽娜,谭　英(西北工业大学理学院应用化学系,西安710072)摘要 主要论述了吸附树脂的分类、合成、性能及其在水处理中的应用,重点讨论了人工合成及天然高分子改性吸附树脂的合成、性能及其在微污染水源给水处理及废水处理中应用的研究进展。

其由于在废物处理和资源回收方面的良好前景而受到青睐,并有逐渐取代活性炭成为新一代吸附剂的趋势,但对其工程化的应用尚需继续研究。

最后展望了高分子吸附剂(吸附树脂)的研究及应用前景,提出了今后吸附树脂的研究发展方向。

关键词 高分子吸附剂　吸附树脂　水与废水处理中图分类号:TQ 424.3Adsorption R esin and Its Application in W ater and W aste w ater T reatmentSUN Weinmin ,ZHAN G Guangcheng ,WU Yaoguo ,C HA I Lina ,TAN Y ing(Department of Applied Chemistry ,School of Natural and Applied Science ,NorthwesternPolytechnical University ,Xi ’an 710072)Abstract In this paper the classification ,synthesis ,property of polymer adsorbent (adsorption resin )and its application in water and wastewater treatment are talked about.The synthesis and application of artificial and modified natural polymeric adsorption resin and its application in wastewater treatment and light polluted raw water treatment and advanced treatment are discussed emphatically.It got well concerned because of its better outlooks in waste treat 2ment and resource reclaim discover.It will be a new generation adsorbent instead of activated carbon ,but its research in engineering needs to be done better.The research outlooks are prospected in the end.K ey w ords polymeric adsorbents ,adsorption resin ,water and wastewater treatment　3西北工业大学研究生种子基金项目(200867)　孙伟民:男,1972年生,博士生,讲师,研究方向为环境功能高分子材料及污水处理与资源化　E 2mail :outcast191@1　概述含有大量化学物质的废水的排放造成的污染是当今人类面临的最严重的环境问题之一。

甘蔗渣主要成分甘蔗渣是甘蔗经过压榨提取汁液后的剩余物，它虽然看似是废弃物，但实际上蕴含着丰富的成分，具有一定的利用价值。

甘蔗渣的主要成分包括纤维素、半纤维素和木质素。

纤维素是甘蔗渣中最主要的成分之一，占比较大。

纤维素是由许多葡萄糖分子通过β-1,4 糖苷键连接而成的大分子多糖。

它具有较高的结晶度和分子取向性，使得其物理和化学性质相对稳定。

在甘蔗渣中，纤维素形成了植物细胞壁的骨架结构，赋予了甘蔗渣一定的强度和韧性。

半纤维素也是甘蔗渣的重要组成部分。

半纤维素的化学结构较为复杂，通常由不同类型的糖单元组成，如木糖、阿拉伯糖、甘露糖等。

与纤维素相比，半纤维素的分子链较短，聚合度较低，且分支较多。

半纤维素在植物细胞壁中与纤维素和木质素相互交织，起到填充和连接的作用。

木质素在甘蔗渣中同样占有一定的比例。

木质素是一种复杂的芳香族聚合物，由苯丙烷单元通过各种化学键连接而成。

它赋予了植物细胞壁机械强度和防水性能。

然而，木质素的化学结构较为复杂，且难以降解，这在一定程度上增加了甘蔗渣的利用难度。

除了上述三大主要成分外，甘蔗渣中还含有少量的其他成分。

例如，甘蔗渣中可能含有一定量的蛋白质。

这些蛋白质可能来自甘蔗本身的细胞结构或者在加工过程中的残留。

此外，甘蔗渣中还可能存在一些矿物质，如钾、钙、镁、磷等。

这些矿物质对于植物的生长和代谢具有重要作用，但在甘蔗渣的利用过程中，其含量和影响相对较小。

在了解了甘蔗渣的主要成分后，我们可以进一步探讨这些成分的特性以及它们在不同领域的潜在应用。

纤维素由于其良好的物理和化学性质，在造纸、纺织、生物燃料等领域具有广泛的应用前景。

通过化学或生物方法对纤维素进行处理，可以将其转化为纤维素纤维、纤维素醚等产品。

在造纸工业中，纤维素可以作为纸浆的主要原料，生产出高质量的纸张。

在生物燃料领域，纤维素可以通过发酵等过程转化为乙醇等生物燃料，为能源供应提供了一种可持续的选择。

半纤维素虽然不如纤维素那么广泛应用，但也具有一定的价值。