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纤维素是自然界中广泛存在的一种价廉、可再生、可生物降解的自然资源,近年来,随着资源的枯竭,利用天然的纤维素制备高附加值的功能高分子聚合物已经成为人们研究的热点。本文设计并合成了一种纤维素基重金属吸附材料,通过微波、等离子体对纤维素预处理后,再进行环氧化、胺化、超声强化黄化反应将含N、S的具有重金属吸附功能的基团接枝到蔗渣浆纤维素上,制备得到纤维素基重金属吸附材料。详细讨论了微波、等离子体预处理、环氧化反应、胺化反应、超声强化黄化反应过程中各因素的影响。运用SEM、FT-IR、XRD、 NMR、EDAX检测手段对天然蔗渣浆纤维、改性后的纤维素基重金属吸附材料的表面形态、化学结构和结晶形态等性质进行了表征。详细研究了改性后的纤维素基重金属吸附材料对重金属离子吸附性能,用Langmuir和Freundlich等温吸附模型对吸附过程进行拟合,并进行了吸附过程中的固-液吸附机理和模型的探讨。1.以漂白蔗渣浆为主要原料,以环氧氯丙烷为活性剂,二乙烯三胺、二硫化碳为单体,先用微波和等离子体预处理碱浸渍后的纤维素,再进行环氧化反应,胺化反应,超声强化黄化反应制得纤维素基重金属吸附材料。在单因素实验分析得到的较优条件下,微波、等离子体预处理后制备得到的纤维素基重金属吸附材料对Cu2+吸附量分别为35.2mg/g、32.4mg/g。2.利用先进的定性、定量分析手段,对原纤维素和经过微波、等离子体预处理后改性制备得到的纤维素基重金属吸附材料进行结构表征。通过SEM观察表明改性后的纤维素表面出现一些絮状物质,其表面结构发生了明显的变化；用XRD分析表明纤维素接枝改性前后的结晶区发生了明显的变化；用FTIR、NMR分析表明纤维素上接入了含0的环氧基、含N的胺基和含S的磺基；用EDAX分析表明接枝改性前后纤维素表面的O、N、S元素含量发生了显著的变化。通过定性和定量综合分析表明纤维素被环氧化、胺化和黄化,制得了含有重金属吸附功能基团的纤维素基重金属吸附材料。3.通过测试纤维素基重金属吸附材料对Cu2+、Cr6+吸附性能,得到了较优吸附条件；实验表明纤维素基重金属吸附材料可再生回用,第一次回用率大于48%,第2次回用率大于20%。研究表明,纤维素基重金属吸附材料对Cu2+、Cr6+的吸附符合Langmuir、Freundlich两种等温吸附模型和二级吸附动力学模型,说明吸附以化学吸附为主,吸附状态属于单层吸附。通过固-液相吸附机理研究表明,纤维素基重金属吸附材料对Cu2+、Cr6+吸附具有固-液相吸附过程的三个连续阶段,并且表面扩散和颗粒内扩散过程占吸附的主导地位,控制着吸附速率,而吸附质在吸附材料内孔表面上则发生快速吸附。