木质纤维素基重金属吸附剂的制备技术研究进展

来源：《农业环境科学学报》2019 年 12 期

作者：杜兆林¹，陈洪安¹，安毅¹，郭晓燕²

单位：1. 农业农村部环境保护科研监测所；2. 南开大学环境科学与工程学院

摘   要

本文分析了木质纤维素的组成成分和结构性质，归纳出木质纤维素基吸附剂的制备路线，系统总结了木质纤维素预处理、化学改性技术方法的最新研究进展，阐述了制备过程中主要因素的影响；结合表征手段揭示了其吸附机理，介绍了其吸附及再生研究方法。

结果表明，为提高木质纤维素对重金属的吸附效果，可通过化学改性在其纤维素上引入活性官能团。但纤维素被封闭在由半纤维素和木质素构成的致密网状结构内，加之其结晶度较高，使得改性效果较差，因此，在化学改性前需要先进行预处理。

目前的预处理技术除了包括物理、化学和生物技术，还有微波、超声等新兴技术；化学改性技术主要包括单体接枝和直接改性。原材料和试剂的种类与用量、反应温度和反应方式等因素对制备过程影响较显著。木质纤维素基吸附剂对重金属离子的吸附机理主要是表面络合和离子交换，目前吸附研究主要采用间歇式静态吸附法，再生研究主要采用溶剂再生法。最后，指出了木质纤维素基吸附剂的制备、吸附和再生过程中存在的问题及今后的发展方向。

木质纤维素基吸附剂制备技术路线图

结论与展望：

木质纤维素作为基体制备吸附剂的优点主要是原料成本低、对环境友好、可再生等，但目前对木质纤维素基吸附剂的研究还存在一些不足之处，需要深入探索。

（1）现有木质纤维素基吸附剂的制备（包括预处理和改性）技术存在化学试剂用量多、处理时间长等问题，严重限制了材料在重金属废水处理中的推广应用。因此，建议后续研究以绿色、高效为核心，研发新兴的预处理和改性技术。

（2）大多数实际工业废水吸附处理工艺采用固定床吸附柱等连续流动的装置，但目前针对木质纤维素基吸附剂对重金属离子的去除研究多采用间歇式静态吸附法，而相关的固定床吸附研究较少，难以为其在实际重金属废水处理工艺中的实际操作参数和去除效果提供指导。因此，建议后续加强木质纤维素基吸附剂的固定床吸附工艺研究。

（3）现阶段木质纤维素基吸附剂的再生研究主要采用酸碱作为解吸剂，解吸后的溶液若处理不当易引发二次污染。因此，建议后续开展高效环保的解吸剂及相关工艺的研究。