摘要
孔雀石绿（MG）和结晶紫（CV）是纺织、化妆品、皮革等行业中常见的碱性染料，同时可被当作杀菌剂应用于水产品养殖行业。但这两种物质具有致癌、致畸作用，严重危害人体健康和生态环境。因此，迫切需要一种高效、简便的去除水体中MG和Cv的方法。其中吸附法易于操作、去除效率高，是处理染料废水的有效方法。吸附法的关键是寻求一种安全无毒、易于固液分离且易再生的吸附剂。纤维素是地球上取之不尽用之不竭的可再生资源，具有低成本、可生物降解等优点。纤维素具有优异的成膜性能，形成的纤维素膜吸附剂因其多孔结构、易于回收和高吸附能力备受关注。本文以纤维素为基体，原位负载CuS纳米颗粒和ZIF-8合成了纤维素复合膜，并将复合膜用于水体中MG和CV的吸附去除。具体内容包括以下两部分工作: 1.CNF/CuS/PVA复合膜的制备及吸附孔雀石绿和结晶紫的研究中，以木浆为原料,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧化法制备纤维素纳米纤丝（CNF）,通过原位合成法将CuS纳米颗粒负载在纤维素上，进一步通过流延法合成CNF/CuS/聚乙烯醇（PVA）复合膜。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、热重（TGA）、接触角及力学性能测试对纤维素复合膜进行了表征。将复合膜作为一种新型吸附剂用于去除水体中MG和CV,考察了纤维素复合膜的质量、MG及CV浓度、pH值、吸附时间和温度的影响。研究结果表明，0.025g纤维素复合膜、100mg/LMG、pH=4、480min的吸附时间是纤维素复合膜吸附MG的最佳条件。复合膜吸附CV的最佳条件为0.015g复合膜、50mg/LCV、150min。纤维素复合膜吸附MG和CV均符合伪二级动力学模型和Langmuir等温线模型。在25℃下复合膜吸附MG和CV的最大吸附容量（qm）分别为117.10mg/g和179.21mg/g。热力学结果说明纤维素复合膜吸附MG的过程是吸热和自发的。经过5次循环利用后纤维素复合膜仍能达到96％的去除效果，且该复合膜适用于多种水体中（河水、井水、自来水）MG的去除。 2.PVA/CNF/ZIF-8复合膜的合成及其吸附孔雀石绿的研究中是在CNF上原位合成ZIF-8,制备了PVA/CNF/ZIF-8复合膜，通过XRD、SEM、FT-IR、TGA等对其结构进行表征。将合成的复合膜吸附MG，研究了MG初始浓度、MG溶液的pH、复合膜质量、吸附时间和温度对吸附效果的影响。通过吸附动力学和吸附热力学来研究吸附机理。结果表明，吸附动力学符合伪二级动力学模型，吸附热力学符合Langmuir模型。通过热力学参数分析，复合膜对MG的吸附为自发的吸热过程，吸附过程中混乱度在不断增大。在25℃下复合膜对MG的吸附容量为242.13mg/g,实验结果证明该复合膜具有良好的重复利用性和广泛适用性。
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