激光网咸宁日报4月11日讯:近年来,各种废水处理方法和技术得到开发和部分应用,如生物处理、高级氧化、絮凝、吸附、膜分离、和光催化降解。在这些水处理技术中,吸附法因其设计容易、操作简单、处理周期短、吸附效率高而受到研究者的广泛关注,并得到了广泛的研究。然而,传统的以石油产品衍生的树脂材料、分子筛、沸石、煤基活性炭等不可降解高分子材料合成的吸附剂存在回收成本高、材料不可降解、吸附容量低、用量大等问题。
木质纤维素被认为是最有前途的可再生、绿色和经济资源,以取代对不可再生化石资源的依赖。此外,木质纤维素也是世界上最丰富的可生物降解的生物基聚合物材料,主要由木质素、纤维素和半纤维素组成。三种组分各有特点,物理化学性质不同,但其表面富含活性官能团。对于木质素来说,它是由对香豆醇(H)、松柏醇(G)和芥子醇(S)三种基本化学结构单元(单木质素)组成的天然芳香族聚合物,它们通过β等芳烷基醚键连接在一起。
根据制备工艺的不同,木质素可分为工业预水解木质素、酶解木质素、硫酸盐木质素、碱木质素、磺酸盐木质素等,不同来源的木质素具有不同的理化性质。结合这些特性,可以通过木质素的化学改性(如氧化、磺化、羧化、烷基化、胺化等)或与其他材料的杂化(如金属杂化、氧化石墨烯杂化等)来制备木质素基吸附剂。 使用各种策略。半纤维素是一种结构多样的杂多糖,由多种单糖组成,主要包括D-木糖、木质素基吸附剂可以通过木质素的化学修饰(如氧化、磺化、羧化、烷基化、胺化等)或与其他材料的杂化(如金属杂化、氧化石墨烯杂化等)采用各种策略来制备。。半纤维素是一种结构多样的杂多糖,由多种单糖组成,主要包括D-木糖、木质素基吸附剂可以通过木质素的化学修饰(如氧化、磺化、羧化、烷基化、胺化等)或与其他材料的杂化(如金属杂化、氧化石墨烯杂化等)采用各种策略来制备。半纤维素是一种结构多样的杂多糖,由多种单糖组成,主要包括D-木糖、d-葡萄糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-甘露糖等[25]。丰富的支链结构和活性羟基使半纤维素更容易进行物理或化学改性。然而,由于其不稳定的性质和有限的吸附能力,半纤维素经常与其他化学品或聚合物复合[。而且,纤维素是一种资源丰富、环境友好、生物相容的天然高分子材料,已广泛应用于服装、生活用纸、医药等先进功能材料。由于纤维素表面丰富的活性羟基,以及纤维素独特的结构和性能,这些优点使得纤维素的改性或与其他材料复合制备吸附剂变得非常可行。例如,奥迪等人。综述描述了纳米纤维素基材料在吸附、催化、过滤和絮凝领域不断发展的应用,特别强调从不同水系统中去除污染物,如重金属、染料和药物化合物。该工作很好地总结了纳米纤维素基吸附剂的最新进展,对纤维素基吸附剂的研究具有重要的参考意义。
为了满足实际应用的需要,有效去除水污染物,将木质素、纤维素和半纤维素制备成水凝胶、气凝胶、膜、功能碳等新型吸附材料已成为人们关注的焦点。未来水环境保护潜力巨大。此外,为了降低吸附剂的成本和大规模应用,在吸附剂的制备中充分考虑回收的容易性和再生使用的稳定性也至关重要。基于此,许多研究利用木质纤维素材料的特性,采用适当的设计思路和合成方法来制备可用于去除各种污染物的吸附剂。所以,对木质纤维素基材料(包括木质素、纤维素和半纤维素)吸附剂的最新研究进行全面、系统的总结非常重要。这不仅可以为相关研究人员提供第一手的研究资料,而且对于木质纤维素基吸附剂的开发也具有重要的参考价值。
本文综述了木质纤维素基吸附剂的最新研究进展,重点关注木质纤维素的组成、材料改性、吸附剂的应用、吸附模型、吸附机理和再生技术。综合评价了它们在重金属离子、染料、油水分离和新兴污染物(药物、农药等)废水处理中的应用前景。此外,从实际应用的角度评估了木质纤维素吸附剂现有的挑战和局限性,并对相关领域的未来发展进行了个人展望。实现木质纤维素基吸附剂的可控制备和规模化生产,提高吸附剂在实际环境中的适用性是未来的主要研究内容。