木質(zhì)素基吸附劑制備及應(yīng)用研究進(jìn)展

背景介紹木質(zhì)素是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然高分子材料，每年全世界木質(zhì)素的產(chǎn)量可達(dá)7000多萬t，但只有2%~10%的木質(zhì)素被制備成高附加值材料，造成了大量的木質(zhì)素浪費(fèi)。而木質(zhì)素具有來源廣泛、成本低及易于化學(xué)改性，在吸附劑領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的潛力。本文亮點(diǎn)1綜述了木質(zhì)素基吸附劑在有機(jī)染料、重金屬和抗生素等吸附領(lǐng)域中的應(yīng)用；2對木質(zhì)素基吸附劑目前存在的問題以及發(fā)展前景進(jìn)行了總結(jié)和展望。內(nèi)容介紹1

木質(zhì)素基吸附劑的制備1.1

木質(zhì)素微球吸附劑的制備1.1.1

溶劑揮發(fā)自組裝法溶劑在固體或液體表面揮發(fā)，可以誘導(dǎo)分子和納米粒子等自組裝成有序結(jié)構(gòu)，具有操作簡單和可調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)。通過粗堿木質(zhì)素與1-丁醇混合溶解并經(jīng)過有機(jī)分餾、離心，再分別與乙醇、丙酮和四氫呋喃混合，去除有機(jī)溶劑制備微球（分餾流程圖見圖1）。圖1

木質(zhì)素分餾的流程圖Fig.1

Flowchartofligninfractionation1.1.2

乳液溶劑蒸發(fā)法乳液溶劑蒸發(fā)法是從乳狀液中除去分散相揮發(fā)性溶劑以制備微球的方法，可以減小微球的粒徑分布。1.1.3

反相懸浮共聚法反相懸浮共聚法是一種將水溶性單體的水溶液作為分散相懸浮于油類連續(xù)相中，在引發(fā)劑的作用下進(jìn)行聚合，通過控制反應(yīng)的條件來控制反應(yīng)產(chǎn)物的粒徑。把聚乙烯亞胺通過曼尼希反應(yīng)接枝到硫酸鹽木質(zhì)素上，并與環(huán)氧氯丙烷、十二烷基硫酸鈉和海藻酸鈉溶液混合制備微球（合成路線圖見圖2）。圖2

A-LMS的合成路線Fig.2

SyntheticrouteofA-LMS1.2

木質(zhì)素基水凝膠吸附劑的制備采用小麥秸稈中提取的木質(zhì)素和2-甲基環(huán)戊二烯三羰基錳反應(yīng)，以過硫酸鉀和無水亞硫酸鈉作為氧化還原引發(fā)劑，成功將聚丙烯酸接枝到木質(zhì)素上，并得到了三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水凝膠（制備過程見圖3）。圖3

木質(zhì)素基水凝膠的制備路線圖Fig.3

Syntheticrouteoflignin-basedhydrogels2

木質(zhì)素基吸附劑的制備木質(zhì)素基吸附劑具有產(chǎn)量大，容易改性及易于回收等優(yōu)點(diǎn)。木質(zhì)素基吸附劑主要應(yīng)用于吸附水中的重金屬污染物、有機(jī)染料及抗生素等污染物，具有較好的前景。2.1

對重金屬的吸附木質(zhì)素及木質(zhì)素基吸附劑通過化學(xué)改性引入功能性基團(tuán)，在吸附廢水中的重金屬離子領(lǐng)域表現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景。2.2

對有機(jī)染料的吸附

有機(jī)染料具有難降解、高毒性及致癌性等特點(diǎn)，是難治理的廢水之一。木質(zhì)素基吸附劑可以通過氫鍵、靜電吸附和

π—π

相互作用等機(jī)理有效吸附染料。3

結(jié)論木質(zhì)素具有來源廣泛，價(jià)格低廉，易于改性等優(yōu)點(diǎn)，在廢水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用研究。雖然，經(jīng)過改性后的木質(zhì)素基吸附劑提升