蔗渣纤维素基水凝胶的制备及对单组分和双组分染料的吸附

摘要

我国是一个印染纺织业大国,染料废水通常很难处理,它具有有机物含量高、水质复杂、色度高、碱性大、难于被生物降解等缺点,所以制备一种高效的染料吸附剂是当下的研究热点.甘蔗渣是制糖业、造纸业的主要固体废物,目前对蔗渣的回收处理主要是通过燃烧,回收其热能.甘蔗渣主要由纤维素、木质素、半纤维素组成，本实验通过水热反应釜对甘蔗渣进行预处理，然后分别用环氧氯丙烷和硫脲对其进行化学改性，改性后的纤维素与羧甲基纤维素混合制备水凝胶。FTIR、能谱等谱图测试证明纤维素改性成功。使用水凝胶分别在单组份和双组分染料体系中对亚甲基蓝和结晶紫进行吸附。研究了染料的初始浓度、吸附剂含量、反应时间、溶液的 PH 值、反应温度对水凝胶吸附量的影响。在温度30℃、染料浓度50mg/L、吸附剂100g、反应时间 30min、PH=9 的条件下，对亚甲基蓝和结晶紫的去除率分别可以达到95.05%和90.58%。并且对单组份和双组分染料体系的吸附进行了动力学和热力学研究，发现亚甲基蓝和结晶紫附合 Langmuir 等温吸附模型和拟二级动力学模型，单组份吸附亚甲基蓝和结晶紫的最大吸附量分别为 632.91mg/g 和574.71mg/g，双组分吸附亚甲基蓝和结晶紫的最大吸附量分别为555.56mg/g和 427.35mg/g。