摘(zhai)要：在對(dui)纖(xian)維素(su)的(de)(de)結構和基(ji)本性(xing)質進行(xing)簡單介紹的(de)(de)基(ji)礎上，總結了(le)(le)纖(xian)維素(su)的(de)(de)改性(xing)方法，包括纖(xian)維素(su)的(de)(de)氧化反應、醚化反應、酯(zhi)化反應、接技共聚反應、陰陽離子交(jiao)換纖(xian)維素(su)的(de)(de)改性(xing)。進一步(bu)綜述了(le)(le)改性(xing)纖(xian)維素(su)在重金屬離子廢水、染(ran)料廢水、有機廢水、造(zao)紙(zhi)廢水及農業廢水等廢水處理(li)過程中的(de)(de)應用研究(jiu)進展。

關鍵詞：纖(xian)維素(su)；纖(xian)維素(su)改性；廢水處理

纖維(wei)素(su)(su)是地球上最(zui)(zui)古(gu)老、最(zui)(zui)豐富(fu)的(de)天(tian)然高分子(zi)，是取之不盡用之不竭的(de)人(ren)類(lei)最(zui)(zui)寶貴(gui)的(de)天(tian)然可(ke)(ke)再生(sheng)資源。全世界每(mei)年用于紡織造(zao)(zao)(zao)紙(zhi)的(de)纖維(wei)素(su)(su)達800 多萬噸(dun)。纖維(wei)素(su)(su)具有可(ke)(ke)再生(sheng)性(xing)、可(ke)(ke)生(sheng)物(wu)降解性(xing)、生(sheng)物(wu)相(xiang)容性(xing)好、無毒等(deng)(deng)優點[1]。用分離純(chun)化(hua)的(de)纖維(wei)素(su)(su)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)的(de)人(ren)造(zao)(zao)(zao)絲及硝酸酯(zhi)、醋酸酯(zhi)等(deng)(deng)酯(zhi)類(lei)衍(yan)生(sheng)物(wu)，可(ke)(ke)用于石(shi)油(you)鉆井[2]、食品[3]、陶瓷油(you)料(liao)(liao)、日(ri)化(hua)、石(shi)墨制(zhi)品、電子(zi)、造(zao)(zao)(zao)紙(zhi)[4]、涂料(liao)(liao)[5]、蚊香、煙草、橡膠(jiao)[6]、農業、膠(jiao)粘劑、塑料(liao)(liao)、炸藥等(deng)(deng)行業，改性(xing)纖維(wei)素(su)(su)還可(ke)(ke)用于環保等(deng)(deng)方面。

1 纖維素的結構

纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素是(shi)由葡萄糖組(zu)成(cheng)的(de)(de)大(da)(da)分子多糖，不溶于水及一般有(you)(you)機溶劑(ji)。纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素是(shi)自然(ran)界中分布最(zui)廣、含量(liang)最(zui)多的(de)(de)一種多糖，占(zhan)植(zhi)物界碳(tan)(tan)含量(liang)的(de)(de)50%以上。棉花的(de)(de)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素含量(liang)接近100%，為天然(ran)的(de)(de)最(zui)純纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素來(lai)源。一般木材中，纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素占(zhan)40%～50%，還有(you)(you)10%～30%的(de)(de)半纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素和(he)(he)20%～30%的(de)(de)木質素。纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素是(shi)由D- 吡(bi)喃葡萄糖環(huan)經β-1,4 糖苷鍵(jian)組(zu)成(cheng)的(de)(de)直(zhi)鏈(lian)(lian)多糖，簡單分子式為(C6H10O5)n，因連(lian)接在環(huan)上碳(tan)(tan)原子兩端的(de)(de)OH 和(he)(he)H 位置不同，纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素具有(you)(you)不同的(de)(de)性質。在天然(ran)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素中，聚合度n 可(ke)達10 000 左右(you)；纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素分子鏈(lian)(lian)上大(da)(da)量(liang)存在的(de)(de)反(fan)應(ying)性強的(de)(de)羥基(ji)，十分有(you)(you)利于形(xing)成(cheng)分子內和(he)(he)分子間(jian)氫(qing)鍵(jian)，其分子內氫(qing)鍵(jian)和(he)(he)分子間(jian)氫(qing)鍵(jian)對纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)素鏈(lian)(lian)形(xing)態(tai)和(he)(he)反(fan)應(ying)性能有(you)(you)很大(da)(da)的(de)(de)影響，尤(you)其是(shi)C3- 羥基(ji)與鄰近分子環(huan)上的(de)(de)氧(yang)所形(xing)成(cheng)的(de)(de)分子間(jian)氫(qing)鍵(jian)。

由于纖(xian)維素是(shi)一(yi)種纖(xian)維狀多毛細管(guan)的(de)(de)(de)立(li)體規(gui)整性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)高分(fen)子(zi)(zi)聚合物，具有多孔和(he)比表面積大(da)的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，且分(fen)子(zi)(zi)內含有許多親(qin)水性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)羥基，因(yin)此對有機小(xiao)分(fen)子(zi)(zi)及重金屬離子(zi)(zi)具有一(yi)定的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。但直接(jie)利(li)用天(tian)然(ran)纖(xian)維素作為吸(xi)附(fu)劑時，其吸(xi)附(fu)容量(liang)(liang)小(xiao)、選擇性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)低，這是(shi)因(yin)為其高分(fen)子(zi)(zi)結(jie)(jie)構(gou)上存(cun)在大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)羥基，使其在分(fen)子(zi)(zi)鏈(lian)間和(he)分(fen)子(zi)(zi)鏈(lian)內廣(guang)泛形成了氫鍵，這種羥基覆蓋(gai)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)影(ying)響了其反應(ying)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。因(yin)此，為了使纖(xian)維素達(da)到所預(yu)期的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)，必(bi)須(xu)對天(tian)然(ran)纖(xian)維素進行結(jie)(jie)構(gou)改性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。

2 纖維素的改性

纖(xian)維(wei)素(su)改(gai)(gai)(gai)性(xing)可分為物理改(gai)(gai)(gai)性(xing)和(he)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)改(gai)(gai)(gai)性(xing)，但以(yi)(yi)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)改(gai)(gai)(gai)性(xing)為主(zhu)。纖(xian)維(wei)素(su)的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)改(gai)(gai)(gai)性(xing)主(zhu)要依靠與纖(xian)維(wei)素(su)羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)有(you)(you)(you)關(guan)的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)應(ying)(ying)來完成。由(you)于纖(xian)維(wei)素(su)鏈(lian)的(de)每(mei)個(ge)(ge)葡(pu)萄糖單元中含有(you)(you)(you)3 個(ge)(ge)羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)，因(yin)此纖(xian)維(wei)素(su)可以(yi)(yi)進行一系列(lie)涉及羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，主(zhu)要包括氧化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)、醚(mi)化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)、酯化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)、接(jie)枝共聚反(fan)(fan)應(ying)(ying)等。通(tong)過對(dui)分子(zi)(zi)中羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)的(de)改(gai)(gai)(gai)性(xing)可在其分子(zi)(zi)中引入具有(you)(you)(you)特定吸(xi)附(fu)性(xing)能的(de)官能團，從(cong)而提高其對(dui)金屬離子(zi)(zi)及有(you)(you)(you)機小分子(zi)(zi)化(hua)(hua)合物的(de)吸(xi)附(fu)能力。

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