改性秸稈在染料廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展

崔瑞林，單 斌，譚偉強(qiáng)，馬繼平，孫英杰(青島理工大學(xué) 環(huán)境與市政工程學(xué)院，青島 266033)

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，染料作為重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，被廣泛用于化工、紡織等工業(yè)領(lǐng)域[1].染料讓我們的世界變得色彩斑斕和帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，染料廢水引起了嚴(yán)重的水環(huán)境污染問(wèn)題.染料廢水主要來(lái)自于印染加工中漂練、染色、印花及整理等工序，具有量大、濃度高、色度高及成分復(fù)雜等特點(diǎn).這些染料廢水若直接排放到江河、湖泊等環(huán)境中，不僅造成自然水體的污染，還會(huì)由于染料的高色度性，使水體的透光率降低，影響水生植物的光合作用，造成水體中動(dòng)、植物的死亡，給水生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的后果[2-3].此外染料廢水還含有一些染色助劑、染料中間體及無(wú)機(jī)鹽等物質(zhì)，其中許多芳胺類中間體具有生物毒性及致癌性，可能對(duì)人類的健康產(chǎn)生危害[4].

目前，常見的染料廢水處理方法主要分為生化處理法、物理處理法和化學(xué)處理法，其中化學(xué)處理法又包括光催化氧化法、電化學(xué)法、膜分離法、吸附法等[5-6].但是它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中存在一定的問(wèn)題[7-8].例如，光催化氧化法是基于體系對(duì)光能量的吸收，由于高濃度的染料廢水透光性差，反應(yīng)難以進(jìn)行；電化學(xué)法在處理過(guò)程中幾乎不使用化學(xué)試劑，產(chǎn)生污泥量少，但也存在成本和能耗較高的缺點(diǎn)；膜分離法對(duì)原水水質(zhì)要求高，需要與其他廢水處理技術(shù)結(jié)合使用.相比于上述方法，吸附法目前應(yīng)用比較廣泛.可選的吸附劑有活性炭、分子篩、活性氧化鋁、沸石等[9-13]，但是也存在價(jià)格昂貴、再生困難、壽命短、污泥量大等問(wèn)題.因此，人們嘗試采用價(jià)格低廉且具有豐富活性基團(tuán)的有機(jī)天然高分子材料進(jìn)行改性，應(yīng)用于染料廢水處理.

秸稈是玉米、小麥、水稻等成熟農(nóng)作物的莖葉(穗)部分的總稱，通常被作為農(nóng)業(yè)上的廢棄物，同時(shí)也是一種來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、多用途的可再生資源[14].目前我國(guó)農(nóng)村每年剩余大量秸稈，若直接廢棄或在野外焚燒處理，這將帶來(lái)秸稈資源的浪費(fèi)，且會(huì)給大氣環(huán)境造成污染.因此，如何快速實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈的資源化、無(wú)害化，提高農(nóng)作物秸稈的附加值，充分發(fā)揮其潛在價(jià)值，是目前我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的主要發(fā)展方向之一[15].秸稈主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三種成分組成.其中，秸稈纖維素的分子結(jié)構(gòu)是由一萬(wàn)多個(gè)重復(fù)單元β-D-吡喃葡萄糖基(失水葡萄糖)通過(guò)β-1,4-糖苷鍵連接而成的線性天然高分子(圖1)[16].由于秸稈及其纖維素分子鏈上分布著大量的羥基等活性基團(tuán)，因此，可通過(guò)引入不同的官能團(tuán)對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性，制備成改性秸稈吸附劑[17].而且該類吸附劑具有吸附效率高、操作簡(jiǎn)單、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，在染料廢水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景.

圖1 秸稈纖維素的結(jié)構(gòu)

1 改性秸稈的吸附機(jī)理

吸附是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，受多種因素的影響，研究吸附機(jī)理對(duì)確定影響吸附過(guò)程的因素具有重要意義.改性秸稈吸附劑的吸附過(guò)程主要由物理吸附和化學(xué)吸附所控制[18-19].物理吸附由物理相互作用控制，主要有范德華力、疏水性、氫鍵、極性和空間相互作用、偶極誘導(dǎo)的偶極相互作用等.在物理吸附過(guò)程中，染料通過(guò)上述作用在吸附劑表面積累.化學(xué)吸附則是吸附劑與吸附質(zhì)在表面發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移、交換或共有，形成新的化學(xué)鍵，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中染料的吸附，具有較強(qiáng)的選擇性.JIANG等[20]研究了陽(yáng)離子化稻殼纖維素對(duì)直接綠B、酸性黑24及剛果紅等染料的吸附性能及相關(guān)機(jī)理，發(fā)現(xiàn)該類吸附劑可通過(guò)靜電相互作用、氫鍵、氫氧根離子的競(jìng)爭(zhēng)作用將染料吸附在吸附劑的表面上；吸附機(jī)理與吸附劑和吸附質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)特征有關(guān)；吸附過(guò)程是自發(fā)的、可行的凈化過(guò)程，吸附劑對(duì)染料的吸附行為屬于伴隨離子交換過(guò)程的單分子層化學(xué)吸附.廖云開等[21]以水稻秸稈為原料，通過(guò)化學(xué)沉淀法負(fù)載Fe3O4制備的磁性秸稈吸附劑，用于對(duì)廢水中亞甲基藍(lán)的去除，發(fā)現(xiàn)秸稈表面的羧基、氨基、羥基等官能團(tuán)在對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附中發(fā)揮重要作用，涉及機(jī)理包括離子交換、表面絡(luò)合、氫鍵作用、π-π堆積和靜電作用等，吸附過(guò)程符合Langmuir 模型或Freundlich模型.此外，吸附過(guò)程中溶液的初始 pH 值、體系的溫度以及染料污染物的種類等因素都會(huì)對(duì)吸附性能及機(jī)理產(chǎn)生一定影響.

2 秸稈及其纖維素的改性方法

秸稈中纖維素和半纖維素被木質(zhì)素包裹，且纖維素分子有序性高，具有高密度結(jié)晶結(jié)構(gòu)，秸稈及其纖維素分子中含有大量的羥基基團(tuán)，基團(tuán)之間的氫鍵作用增加了纖維素的機(jī)械性，對(duì)染料污染物的吸附能力較低.因此，為了獲得性能穩(wěn)定且高效的改性秸稈吸附劑，首先要將秸稈作預(yù)處理，使纖維素、半纖維素及木質(zhì)素相互分離，得到松散的纖維素骨架.同時(shí)，秸稈經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，可降低纖維素分子的聚合度，破壞其氫鍵和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，提高秸稈纖維素的活性[22].常用的預(yù)處理方法有物理法和化學(xué)法.其中物理法有粉碎處理法、高溫分解法和輻射降解法；化學(xué)法則是先用酸或堿處理秸稈，提高秸稈主要成分纖維素的羥基的化學(xué)反應(yīng)活性，再進(jìn)行后續(xù)改性.例如，在堿化過(guò)程中，秸稈中的大部分木質(zhì)素溶解，而半纖維素在堿液中降解為低分子糖，剩余不溶的秸稈纖維素.由于纖維素分子中每個(gè)葡萄糖基上含有三個(gè)活潑羥基基團(tuán)[23]，因此很容易通過(guò)化學(xué)方式將活性基團(tuán)引入到纖維素分子上.目前對(duì)秸稈及其纖維素的改性方法主要有醚化改性、酯化改性和接枝共聚改性等類型(圖2)，各種改性方法制備的吸附劑在染料廢水處理中都得到了較好的應(yīng)用.

圖2 秸稈及其纖維素的3種改性方法[24-26]

2.1 醚化改性

醚化改性是指先用堿處理秸稈纖維素，使其分子上的羥基暴露，然后加入環(huán)氧化合物、氯代烷烴等醚化劑，與之反應(yīng)生成秸稈纖維素醚類化合物.烷基醚(甲基纖維素、乙基纖維素)、羥烷基醚(羥丙基纖維素)和其他(羧甲基纖維素、羧乙基纖維素)等都屬于纖維素醚化改性產(chǎn)品[27].常見的醚化試劑是氯乙酸，也可為2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(GTA)和以3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CHPTAC)為代表的CTA母體衍生物.其中，離子型秸稈纖維素醚對(duì)染料有很好的吸附效果.LI等[28]采用稀酸水解、乙醇提取和堿性H2O2脫木質(zhì)素復(fù)合預(yù)處理的方法從麥稈中分離纖維素，并利用氯乙酸對(duì)分離出的纖維素進(jìn)行羧甲基化改性，制備了高取代度、低黏度的羧甲基纖維素.YAN等[29]以麥秸為原料，采用乙酸法制漿脫除木質(zhì)素，并在水懸浮液中與GTA進(jìn)行季銨化反應(yīng)，制備的吸附劑對(duì)陰離子染料酸性藍(lán)92具有較好的吸附性能.李英[30]以稻稈為原料，氯乙酸為醚化劑，超聲輔助改性制備稻稈羧甲基纖維素鈉，對(duì)陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)的吸附量達(dá)到585.85 mg/g.周勇[31]以環(huán)氧氯丙烷為改性劑，制備成的玉米秸稈吸附劑具有pH敏感的選擇性能，對(duì)染料橙黃Ⅱ具有良好的吸附效果.

2.2 酯化改性

酯化改性是在酸性條件下，秸稈纖維素分子上的羥基基團(tuán)與有機(jī)酸、酸酐、酰鹵等試劑反應(yīng)生成秸稈纖維素酯的過(guò)程.利用酯化改性處理秸稈纖維素，可在其分子骨架中引入羧基等基團(tuán)，能夠較好地增強(qiáng)秸稈的吸附性能[32].常見的酯化試劑有乙酰氯、丁二酸酐、偏苯三甲酸酐、檸檬酸、植酸等.GUO等[33]以丁二酸酐(琥珀酸酐)為改性試劑，通過(guò)酯化反應(yīng)將羧基引入到玉米秸稈中，合成了玉米秸稈丁二酸單酯.YOU等[34]采用植酸(肌醇六磷酸)對(duì)麥秸進(jìn)行酯化改性，提高其對(duì)陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)染料的選擇性去除能力.唐愛林[35]用檸檬酸修飾油菜秸稈制備成新型秸稈吸附劑，處理染料廢水中的中性紅和孔雀石綠，最大吸附容量分別為 387.3和390.5 mg/g.GONG等[36]利用檸檬酸對(duì)稻秸進(jìn)行酯化改性，制備成具有生物降解潛力的秸稈型吸附劑，改性稻秸對(duì)亞甲基藍(lán)水溶液的去除能力顯著增強(qiáng).

2.3 接枝共聚改性

接枝共聚是以秸稈纖維素為骨架，羥基作為活性接入點(diǎn)，將具有特定功能和性能的聚合物引入到纖維素分子上，同時(shí)使得秸稈纖維素分子具有離子交換能力、抗菌性等聚電解質(zhì)的性質(zhì)[37].功能單體可以為含有陰離子基團(tuán)的富馬酸、馬來(lái)酸、丙烯酸，含有陽(yáng)離子基團(tuán)的二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DAC)以及含有非離子基團(tuán)的丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈等.LIU等[38]以桑枝為原料，通過(guò)接枝共聚丙烯酸和丙烯酰胺，合成了一種高效、環(huán)保的纖維素基多孔生物吸附劑，用于從單、雙染料溶液中去除陰離子染料酸性藍(lán)93和陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán).ZHENG等[39]采用高錳酸鉀/硫酸體系作為共聚氧化還原引發(fā)劑，在反應(yīng)中加入丙烯腈為單體，制備具有氰基的改性玉米秸稈吸附劑，對(duì)模擬污染物表現(xiàn)出更高的吸附電位.MA等[40]以廢棄玉米秸稈為原料，通過(guò)水溶液聚合法將丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚到玉米秸稈中，制備成的新型秸稈水凝膠用于吸附染料亞甲基藍(lán).李耀悅等[41-42]以過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，在水溶液中將丙烯酰胺接枝共聚至經(jīng)檸檬酸改性的秸稈材料中，該類吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)等染料具有極高的吸附容量和抗鹽度干擾能力.

幾種改性方法及在染料廢水處理中的應(yīng)用性能見表1.

表1 秸稈及其纖維素的改性方法和應(yīng)用性能

3 改性秸稈吸附劑的類型

根據(jù)染料在水溶液所帶電性的不同，可以將其分為陰離子型染料、陽(yáng)離子型染料、非離子型染料等類型[24].在染料廢水處理中，秸稈纖維素骨架是一種有序、立體性的高分子聚合物，具有比表面積大、孔隙率大的特點(diǎn)，而且秸稈分子鏈上分布著許多親水的羥基基團(tuán)，使其具有一定的水體凈化功能.但是天然秸稈高分子的實(shí)際吸附能力并不強(qiáng)，主要的原因是由于秸稈纖維素分子有序性高、在水溶液中的溶解性差及對(duì)pH值變化敏感.因此，針對(duì)不同類型的染料污染物，可以通過(guò)對(duì)秸稈及其纖維素化學(xué)改性，制備出具有良好吸附性能的陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性及磁性秸稈吸附劑.陰離子型、陽(yáng)離子型秸稈吸附劑主要處理單一污染物質(zhì)；而兩性秸稈吸附劑兼具陰、陽(yáng)離子基團(tuán)的雙重特點(diǎn)，其適用范圍加寬，性能大大增強(qiáng)；磁性秸稈吸附劑因吸附劑富有磁性，能實(shí)現(xiàn)其在吸附染料廢水后快速分離，避免二次污染，加快改性秸稈吸附劑的再生利用[43].

3.1 陰離子型秸稈吸附劑

陰離子型秸稈吸附劑的制備是利用秸稈及其纖維素分子中的活潑羥基，通過(guò)加入陰離子改性劑，使其與秸稈上的羥基發(fā)生衍生化反應(yīng)，引入如羧基、磺酸基、磷酸根等陰離子基團(tuán)[25].引入的陰離子基團(tuán)可以與帶正電荷的陽(yáng)離子染料發(fā)生靜電吸引作用及離子交換，因此陰離子型秸稈吸附劑主要用來(lái)吸附陽(yáng)離子型染料.ZHANG等[44]以麥秸為原料，進(jìn)行羧甲基化改性，改性后秸稈的吸附能力顯著提高，在中性和堿性條件下對(duì)亞甲基藍(lán)具有較好的吸附性能，并且吸附后的改性秸稈吸附劑可對(duì)甲基橙實(shí)現(xiàn)二次吸附.FENG等[45]制備了酒石酸改性的油菜秸稈，將其用于從水溶液中去除亞甲基藍(lán)，對(duì)亞甲基藍(lán)的最大吸附能力為246.4 mg/g，與已有的一些活性炭的吸附結(jié)果相當(dāng).GUSMAO等[46]以甘蔗渣為原料，琥珀酸酐為改性劑，制備的吸附劑用于吸附亞甲基藍(lán)和龍膽紫，最大吸附容量分別為478.5和1273.2 mg/g.何曉蕓等[47]以油菜秸稈為原材料，經(jīng)酒石酸化學(xué)改性，制備成的改性秸稈對(duì)堿性品紅的去除率可達(dá)到95.85%.

3.2 陽(yáng)離子型秸稈吸附劑

陽(yáng)離子型秸稈吸附劑的制備是通過(guò)與季銨鹽等陽(yáng)離子化試劑的化學(xué)反應(yīng)，在秸稈中引入帶正電荷的基團(tuán)，或通過(guò)環(huán)氧氯丙烷等交聯(lián)劑活化秸稈，向秸稈中引入易開環(huán)的環(huán)氧基團(tuán)，然后再與含氮化合物發(fā)生季銨化反應(yīng).常見的季銨鹽主要有烷基季銨鹽、吡啶季銨鹽和咪唑季銨鹽等[48].經(jīng)陽(yáng)離子化改性的秸稈在染料廢水處理中主要用于去除陰離子型染料.唐婧等[49]以花生殼纖維素為原料，采用環(huán)氧氯丙烷和二乙烯三胺對(duì)其進(jìn)行陽(yáng)離子化改性，并研究了其對(duì)剛果紅的吸附性能和機(jī)理.ZHANG等[50]將麥秸與3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CTA)反應(yīng)，制備的陽(yáng)離子型秸稈吸附劑用于甲基橙和酸性綠25的吸附，最大吸附量分別超過(guò)300和950 mg/g.宋玉梅[51]以玉米秸稈為原料，環(huán)氧氯丙烷作交聯(lián)劑，N-(2,3-環(huán)氧丙基)三甲基氯化銨(GTA)作陽(yáng)離子化試劑，合成的陽(yáng)離子秸稈對(duì)酸性紅1、酸性黃128和酸性黃199三種酸性染料的脫色率均可達(dá)到99.9%.ZHANG[52]等以麥秸為原料，采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對(duì)其進(jìn)行陽(yáng)離子化處理，對(duì)水溶液中剛果紅染料的吸附能力可以達(dá)到665 mg/g.

3.3 兩性秸稈吸附劑

通過(guò)雙功能基化學(xué)改性的方法，向秸稈中引入陰離子和陽(yáng)離子兩種官能團(tuán)，可制備兩性秸稈吸附劑.由于兩性秸稈吸附劑既可以吸附陽(yáng)離子，也可以吸附陰離子，對(duì)水體凈化的能力顯著增強(qiáng)[53].根據(jù)電荷在兩性吸附劑中的分布情況可以分為兩大類：一類是正負(fù)電荷分布在同一單體上[54]；另一類是正負(fù)電荷分布在不同單體上[55].LIN等[56]以麥秸為原料，經(jīng)水解預(yù)處理后，進(jìn)行氯乙酸改性，然后接枝聚合陽(yáng)離子單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)，制備了一種兩性吸附劑；在最佳pH條件下，對(duì)甲基藍(lán)和酸性橙II的最大吸附能力分別達(dá)到115和506 mg/g，并且在單、雙染料體系中均表現(xiàn)出pH敏感性的選擇性吸附性能.ZHANG等[57]以3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CTA)和氯乙酸為離子化試劑制備了一種小麥秸稈兩性吸附劑，在相應(yīng)的pH條件下，能有效去除陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)和陰離子染料酸性綠25，最大吸附量分別為140和360 mg/g.LIU等[58]以廢棄秸稈為原料，通過(guò)與丙烯酰胺和檸檬酸的接枝反應(yīng)，制備了一種兩性秸稈吸附劑，對(duì)甲基橙和亞甲基藍(lán)的吸附能力分別為3053.48和120.84 mg/g，是未改性秸稈的54倍和3倍.

3.4 磁性秸稈吸附劑

磁性秸稈吸附劑是將秸稈吸附劑賦予磁性，通過(guò)外加磁場(chǎng)將吸附劑完全回收，解決由于秸稈質(zhì)量較輕、在處理污水時(shí)會(huì)出現(xiàn)濾網(wǎng)堵塞或吸附劑丟失從而產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題[59].合成磁性吸附劑的方法通常是在對(duì)秸稈纖進(jìn)行改性的同時(shí)引入磁性納米粒子，常用的磁性納米粒子有Fe3O4，γ-Fe2O3，NiFe2O4和CoFe2O4等[60].YU等[61]以甘蔗渣為原料，制備了Fe3O4磁性羧基修飾的吸附劑，與非磁性氨基改性的吸附劑混合使用能同時(shí)去除水溶液中的堿性品紅和剛果紅兩種染料，去除效率達(dá)90%，并且吸附染料后的磁性和非磁性混合吸附劑可用磁鐵進(jìn)行分離.BALDIKOVA等[62]采用檸檬酸和NaOH改性黑麥秸稈，并利用微波合成的磁性納米或微粒子將吸附劑轉(zhuǎn)化為磁響應(yīng)性材料，對(duì)吖啶橙和甲基綠的最大吸附容量分別為208.3和384.6 mg/g.LI等[63]合成了一種檸檬酸功能化磁性氧化石墨烯包覆玉米秸稈，作為吸附劑用于去除廢水中的亞甲基藍(lán)，靜電吸附和疏水相互作用決定了其良好的吸附性能，平衡吸附容量為315.5 mg/g.

不同類型改性秸稈在染料廢水處理中的應(yīng)用性能見表2.

表2 不同類型改性秸稈在染料廢水處理中的應(yīng)用性能

4 改性秸稈吸附劑的再生

吸附劑的再生是影響其工業(yè)化應(yīng)用的重要指標(biāo).目前，各種研究的再生方法主要分為熱再生、微波輻射再生、微生物再生和化學(xué)再生等[64].熱再生主要利用水蒸汽或熱水，使負(fù)載的吸附物質(zhì)脫附，該法再生時(shí)間短，適用于有機(jī)物質(zhì)的脫附，但也存在能耗高、對(duì)吸附劑本身有一定的影響等缺點(diǎn).微波輻射再生是利用微波加熱，不需要使用媒介，再生速度快，但因改性秸稈吸附劑的耐溫性能不強(qiáng)，需要控制微波輻射的溫度.微生物再生是指培養(yǎng)馴化微生物，使附著在吸附劑表面的有機(jī)物降解或還原成無(wú)機(jī)鹽，因微生物培養(yǎng)馴化時(shí)間長(zhǎng)，此法也受到一定的限制.化學(xué)再生是根據(jù)吸附質(zhì)的性質(zhì)，選用常見的無(wú)機(jī)酸或堿試劑與之發(fā)生反應(yīng)，或采用有機(jī)溶劑萃取，實(shí)現(xiàn)吸附劑的脫附，這也是目前改性秸稈吸附劑最常用的再生方法[65].使用后的改性秸稈吸附劑，經(jīng)加酸或加堿洗脫后，可循環(huán)使用；重復(fù)使用時(shí)吸附容量雖然略有下降，但依然能保持較好的吸附性能[66].此外，不同類型的改性秸稈吸附劑的再生性能有所差異，相比于單一改性的改性秸稈吸附劑，兩性秸稈吸附劑在經(jīng)歷了吸附-脫附多次循環(huán)之后仍然能夠保持較高的吸附效率，更適于多次循環(huán)再利用，具有良好的應(yīng)用前景.

5 結(jié)論與展望

改性秸稈吸附劑具有高效、環(huán)保、低成本的特點(diǎn)，秸稈在經(jīng)過(guò)預(yù)處理、醚化或酯化或接枝共聚等反應(yīng)后，可制備陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性及磁性秸稈吸附劑，在染料廢水處理中對(duì)目標(biāo)染料污染物表現(xiàn)出良好的吸附性能，具有十分廣闊的應(yīng)用前景.秸稈及其纖維素化學(xué)改性后，破壞了原有的有序結(jié)構(gòu)，新官能團(tuán)的引入，使其表面的活性位點(diǎn)增加，提高了吸附劑的吸附能力.然而，目前該類吸附劑的研究主要集中在實(shí)驗(yàn)室研究階段，很大一部分研究也只針對(duì)某一單一濃度染料溶液體系為研究對(duì)象，而在實(shí)際工業(yè)染料廢水體系中，物質(zhì)的組成十分復(fù)雜，存在眾多因素需要考慮，其工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用尚存在一定的困難.因此，需要對(duì)該類吸附劑的合成和應(yīng)用進(jìn)行更加系統(tǒng)的研究.首先，秸稈及其纖維素改性的方法、溫度、酸堿性等條件以及改性試劑的類型等因素對(duì)吸附作用有較大影響，因此如何找到一種簡(jiǎn)單可行的改性工藝路線，選擇合適環(huán)保的改性試劑，使所需的成本更低、吸附劑的吸附容量更大和選擇性更廣，避免引入二次污染等問(wèn)題，還缺乏科學(xué)深入的研究.其次，改性秸稈吸附劑對(duì)離子型染料的吸附具有較為明顯的pH值依賴性，這主要是由于改性秸稈表面的電性隨體系的變化而發(fā)生改變，進(jìn)而影響到吸附劑與染料分子之間的靜電相互作用，同時(shí)由于秸稈及其纖維素化學(xué)改性過(guò)程中，可能會(huì)改變吸附劑的物理性質(zhì)，因此還需要對(duì)吸附劑的電荷、比表面積、孔徑、孔隙率等性質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的研究.此外，由于染料廢水是多組分系統(tǒng)，實(shí)際染料廢水中的其他污染物，如共存離子、表面活性劑以及染色助劑等因素，也會(huì)對(duì)吸附效果產(chǎn)生影響，因此還需要進(jìn)行更多的吸附測(cè)試，優(yōu)先考慮提高改性秸稈吸附劑對(duì)染料污染物的選擇性吸附，并驗(yàn)證對(duì)實(shí)際廢水的真實(shí)效應(yīng).同時(shí)，在吸附劑的脫附再生和重復(fù)利用方面，應(yīng)根據(jù)吸附質(zhì)的性質(zhì)，合理地選擇脫附的方法，使之朝著低廉、安全、高效、綠色方向發(fā)展，為改性秸稈吸附劑在工業(yè)染料廢水處理中的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ).