摘要
近年来，在世界经济快速发展的形式下，石油作为一种不可再生的资源，为人类的进步和社会的发展提供能源、原料的同时，也产生大量含油废水，危害生态环境健康。此外染料随着世界工业化发展而作用于多个领域，在生产或使用中会造成严重的水环境污染，从而危害人类健康。为了解决石油、染料带来的污染问题，开发成本低、环境友好的吸附材料逐渐受到关注。中国作为农业大国每年产生大量秸秆废弃物，而秸秆具有可生物降解、绿色、经济等优势。基于此，本文以玉米秸秆髓为研究目标，制备一种绿色、高效的选择性吸附剂，同时采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、接触角(CA)等表征手段对各反应阶段材料进行测试分析。此外，使用改性前后材料对多种油、有机溶剂、染料进行多方面的吸附研究。主要研究结果如下: (1)玉米秸秆髓原材料特性研究。玉米秸秆髓中纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量分别为41.54％、31.56％、9.86％，油接触角(OCA)30.5°，水接触角(WCA)28.1°，对机油的单位吸附量4.18g/g;对亚甲基蓝和结晶紫染料的单位吸附量分别为3.89、3.04g/g，去除率分别为18.64％、15.61％。 (2)玉米秸秆髓吸附材料制备。采用DES(Deepeutecticsolvent，共晶溶剂)-TEMPO（2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物）两步反应成功制备具有低密度(0.0257g/cm3)、比表面积大（2.7594m2/g）、孔径孔容大且具有良好吸附性能的玉米秸秆髓吸附材料，采用化学沉积法增强材料的疏水性，该吸附材料对多种油类与有机溶剂的单位吸附量约28-35g/g。对亚甲基蓝和结晶紫染料的单位吸附量最高可达为36.16g/g;且在处理低浓度染料废水中，去除率高达85％;对中高浓度染料的去除率则约为80％（结晶紫）和65％（亚甲基蓝）。 (3)玉米髓吸附材料性能研究。采用SEM、BET、FTIR、XPS和XRD表征方法发现玉米秸秆髓已被成功微纤化、内部结构疏松化且具有优异的物理性质;采用CA测试发现材料水接触角为130.5°，此外通过对多种油类和有机溶剂的接触角、接触角与时间的变化关系的测试实验，证明疏水改性的成功。 (4)通过吸附实验，研究了吸附量与吸附时间的关系，原玉米秸秆髓材料吸附缓慢（30min达到最佳吸附量），改性后材料在前5分钟内已基本充分吸附油或有机溶剂。在纯水、模拟海水-油体系等两种油/水体系中，改性材料的单位吸附量能达到31g/g，与纯油体系下的吸附效果接近，证明吸附材料适用于清理海上溢油事件;动力学研究表明吸附材料满足准二级动力学模型。
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