摘要
染料废水是一种有毒的、致癌的、难降解的污染物，会对人体和环境造成巨大损害。木质素具有丰富的官能团种类和数量，易于化学改性，可以开发成高效的木质素基吸附材料，是公认的未来可以广泛应用的环境友好型和可再生资源。报道过的木质素基吸附材料多为粉末状，粒径小、无特定形状，在实际的应用中操作不便、回收难度高。本文制备的糠醛渣木质素基复合微球，表面光滑、球形度好、粒径适中、分布均匀，且具有丰富的孔结构，可以用于处理染料废液。 第一步，糠醛渣木质素基微球的制备。以糠醛渣木质素、聚乙烯亚胺和海藻酸钠为原料，采用反相悬浮聚合法制备了糠醛渣木质素/聚乙烯亚胺/海藻酸钠复合微球。通过单因素实验和响应面设计分析法优化实验方案，拟合了二次多项回归方程，得到制备微球的最佳条件为糠醛渣木质素为0.858 g、海藻酸钠浓度为2.3％、聚乙烯亚胺为2.000 g、环氧氯丙烷量为1.852 g、反应温度为60℃、油水体积比为4∶1、十二烷基苯磺酸钠为0.1 g。复合微球吸附验证实验的吸附量达到理论值的99.64％,表明拟合的方程准确。红外光谱、热重分析、粒径分析、扫描电镜、溶胀性能和耐酸碱性能等表明，反应生成了复合微球、复合微球具有良好的热稳定性、粒径主要分布范围在250-500 μm内、微球均匀完整，溶胀率为2.4倍，耐酸碱测试时质量损失率小于7％。 第二步，糠醛渣木质素基复合微球吸附MO的静态吸附实验与吸附机理。通过单因素实验优化实验方案，pH中性和初始浓度为250 mg/L时，复合微球吸附MO最大理论吸附量为1773.38 mg/g,去除率大于97％。经过五次循环再生实验，吸附剂的去除率仅减小8.647％。通过探究复合微球吸附MO机理，发现动力学遵循Pseudo-second-order模型，吸附等温线符合Langmuir模型，吸附的特征是自发进行、单层吸附、吸热反应、熵增。 第三步，糠醛渣木质素基复合微球吸附水中MO的动态吸附实验。研究了柱高(0.5-1.5 cm)、流速(4-8 mg/L)和浓度(150-350 mg/L)对穿透曲线走势的影响。柱高为1.5 cm,MO初始浓度为250 mg/L和流速为6 L/min时，最大吸附量为1718.34 mg/g。Thomas模型说明吸附过程以单层吸附为主，吸附受界面传质控制。Yoon-Nelson模型可以较好地预测出50％穿透点的穿透时间T。Adams-Bohart模型表明柱吸附过程中的吸附平衡不是瞬间发生的。BDST模型可以针对床层高度的变化较好的预测出穿透时间。通过对比，BDST模型比其他模型有更大的相关系数R2。经过三次动态解吸与再生实验后，吸附量为1202.088 mg/g,再生率为81.3％,解吸率为77.4％,说明复合微球有较好的循环再生效果。
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