摘要: 随着工业的发展以及人民生活水平的提高，大量的污水被排放到江河湖泊中，造成了严重的环境污染。其中，可溶性粒子对水体的污染最为严重。因此，可溶性粒子的脱除成为了污水净化过程中最重要的环节之一，而吸附法是处理此种污染的能耗最低、效果最好... 展开 随着工业的发展以及人民生活水平的提高，大量的污水被排放到江河湖泊中，造成了严重的环境污染。其中，可溶性粒子对水体的污染最为严重。因此，可溶性粒子的脱除成为了污水净化过程中最重要的环节之一，而吸附法是处理此种污染的能耗最低、效果最好的办法。纤维素作为一种环保可再生能源，得到了人们越来越多的关注。而海藻酸钠对某些粒子拥有较强的吸附能力，在污水处理领域有着广阔的应用前景。本课题以纤维素为主要原材料，辅以海藻酸钠及巯基化改性的γ-Fe2O3纳米粒子制成复合微球，使用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和激光粒度分析仪对其进行表征，并且将制得的复合微球装入层析柱中，针对此复合微球对水相中磷酸根的动态吸附进行了研究。 (1)利用碱性纤维素溶剂（7wt％NaOH/12wt％尿素/81wt％水溶液）在-12.5℃下与棉短绒浆(α-纤维素＞95％)混合，高速搅拌溶解得到纤维素溶液。利用溶胶-凝胶法制得纤维素微球(CM)，所得微球为平均粒径分别为96.7μm、363μm和409.3μm，并表现为具孔的三维网状结构的球形，微球的固含量分别为3.85％、3.83％和3.79％。 (2)利用溶胶-凝胶法制得系列海藻酸钠/纤维素复合微球(SACCM)，并应用于水相中磷酸根离子的静态吸附。依据海藻酸钠占整个微球的质量分数，制得的微球分别命名为SACCM0、SACCM10、SACCM20。制得系列微球均为球形，并表现为具孔的三位网状结构，平均直径分别为363μm、351μm和360μm，平均孔径均在2～5μm范围内，微球平均固含量分别为3.81％、3.83％和3.88％。通过FT-IR谱图可看出，纤维素未与海藻酸钠发生化学反应，而是通过物理复合成球。吸附实验结果表明:海藻酸钠与纤维素对水相中磷酸根的吸附有协同作用，系列海藻酸钠/纤维素复合微球对水相中的磷酸根均具有较强的吸附性能，且吸附能力随着海藻酸钠质量分数的增加而变强，最适吸附温度为296K(23℃)，最适吸附pH为6，当海藻酸钠质量分数20％(SACCM20)时在最适条件下对磷酸根的吸附能力最强，吸附效率可达到85.58％。 (3)利用3-巯丙基-三甲氧基硅烷(MPTS)对γ-Fe2O3纳米粒子进行表面巯基化改性，利用溶胶-凝胶法制得MPTS-γ-Fe2O3/纤维素复合微球，并应用于水相中磷酸根离子的静态吸附。所得复合微球为平均粒径约355μm、平均孔径均在2～5μm范围内并表现为具孔的三维网状结构的球形，微球固含量为10.48％。通过FT-IR谱图可看出，MPTS成功修饰到了γ-Fe2O3表面。吸附试验结果表明:MPTS-γ-Fe2O3/纤维素复合微球对水相中的磷酸根具有较强的吸附性能，最适吸附温度为306K(33℃)，最适吸附pH为6，在最适吸附条件下吸附效率可达到87.04％。 (4)将MPTS-γ-Fe2O3、海藻酸钠和纤维素共混，利用溶胶-凝胶法制得MPTS-γ-Fe2O3/海藻酸钠/纤维素复合微球，并将制得的复合微球填充于层析柱中，应用于水相中磷酸根离子的动态吸附。所得微球为平均粒径约362μm、平均孔径在2～5μm范围内并表现为具孔的三维网状结构的球形，微球固含量为3.92％。动态吸附试验结果表明:在最适吸附条件下，复合微球对磷酸根的吸附能力很强，吸附效率可达92.49％，复合微球层析柱对磷酸根溶液的吸附速度先慢再快最后变慢，在90min达到吸附饱和。 收起