改性煙末生物質(zhì)吸附劑的制備與表征

康四軍　杜思潔　楊金輝　楊斌　黎傳書　駱毅　雷增江

摘 要：對(duì)煙末進(jìn)行吡啶催化改性制備改性煙末生物質(zhì)吸附劑（modified tobacco powder biomass adsorbent，MTPBA），為廢棄生物質(zhì)資源化綜合利用及NO3-污染治理提供技術(shù)基礎(chǔ)。通過條件實(shí)驗(yàn)，以MTPBA的直收率和2 mg/L的NO3-吸附率為指標(biāo)，研究MTPBA制備過程中的主要參數(shù)條件的影響，確定制備MTPBA的適宜條件，并用掃描電子顯微鏡、能譜分析儀、傅里葉變換紅外光譜儀等對(duì)煙末改性前后的物理化學(xué)特征進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明：制備MTPBA的適宜條件為強(qiáng)堿預(yù)處理的NaOH濃度為1.5 mol/L;交聯(lián)反應(yīng)時(shí)的溫度為80 ℃;交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷的投加量為5 mL/g;叔胺化反應(yīng)的溫度為80 ℃;改性后生成的MTPBA形貌均一、結(jié)晶度增高，表面形成大量細(xì)小孔洞，并成功引入叔胺基團(tuán)和氯烷基。研究表明：MTPBA比原始煙末具有更好的孔隙結(jié)構(gòu)，引入的叔胺基團(tuán)和氯烷基以及表面Zeta電位的變化均有利于吸附NO3-。

關(guān)鍵詞：煙末;化學(xué)改性;生物質(zhì)吸附劑;表征;硝酸根

中圖分類號(hào)：X712;X703.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-6717（2020）01-0161-07

Abstract：Modification of tobacco powder by pyridine catalytic method obtained modified tobacco powder biomass adsorbent （MTPBA）. This provides a technical basis for the comprehensive utilization of waste biomass resources and the management of NO3- contamination. Through the conditional experiments， taken MTPBA direct recover and NO3- adsorption rate of 2 mg/L as indicators， the influence of main parameter conditions in the preparation process of MTPBA was studied， and determined the suitable conditions for the preparation of MTPBA. The physicochemical characteristics of tobacco powder before and after modification were characterized by scanning electron microscopy， energy spectrum analyzer， Fourier transform infrared spectroscopy etc. The results show that the suitable conditions for preparing MTPBA are NaOH concentration of 1.5 mol/L during strong alkali pretreatment; the temperature of the crosslinking reaction is 80 ℃; the dosage of the crosslinking agent is 5 mL/g; the temperature of the quaternization reaction is 80 ℃. The formed MTPBA showed uniform morphology， increased crystallinity， formed a large number of fine pores on the surface， and successfully introduced tertiary amine groups and chloroalkyl groups. The results indicate that MTPBA has a better pore structure than the original tobacco powder， and the introduction of tertiary amine groups， chloroalkyl groups and surface zeta potential changes are favorable for adsorption of NO3- .

Keywords：tobacco powder; chemical modification; biomass adsorbent; characterization; nitrate

過量的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體會(huì)造成富營養(yǎng)化，這已成為一個(gè)全球性的環(huán)境問題。富營養(yǎng)化會(huì)惡化水環(huán)境質(zhì)量，影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，嚴(yán)重危害人體健康和生態(tài)環(huán)境。硝酸根是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要陰離子營養(yǎng)物質(zhì)[1]。多種水處理技術(shù)被用來去除硝酸根，其中，吸附法因?yàn)槠涓咝?、使用方便、操作簡單和?jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)而被大量研究設(shè)計(jì)。中國的煙草產(chǎn)量和種植面積均居世界前列[2]，卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生大量廢棄煙末，給企業(yè)成本和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重負(fù)擔(dān)[3]。目前，廢棄煙末的利用主要集中在提取高附加值的化學(xué)品及造紙技術(shù)。廢棄煙末具有優(yōu)良的孔隙結(jié)構(gòu)，且纖維素含量高，但鮮有以廢棄煙末為原材料制備生物質(zhì)吸附劑的研究。柏松等[4]將煙草秸稈制成活性炭吸附劑，對(duì)水中亞甲基藍(lán)與碘有較好的吸附性能，具備一定實(shí)用價(jià)值。萬學(xué)等[5]將煙草秸稈進(jìn)行化學(xué)改性，對(duì)水中剛果紅進(jìn)行吸附與解吸，發(fā)現(xiàn)剛果紅去除率為99.44%，吸附劑可重復(fù)使用2～3次。劉媛媛等[6]研究了廢煙末對(duì)Cd2+的吸附性能，明確了其對(duì)Cd2+的最大吸附量為648.33 mg/kg，具有良好的吸附特性。羅慰祖等[7]采用廢棄煙末去除U（VI），研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)U（VI）具有較好的吸附性能，可應(yīng)用于其他重金屬離子的去除。研究制備改性煙末生物質(zhì)吸附劑用于除去廢水中硝酸根不僅拓寬了廢棄煙末的利用途徑，也給生物質(zhì)吸附劑研制以及硝酸根的去除以啟發(fā)。

筆者用NaOH對(duì)煙末進(jìn)行預(yù)處理，再通過與環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)醚化、三乙胺叔胺化制得改性煙末生物質(zhì)吸附劑（MTPBA）。通過條件實(shí)驗(yàn)，以MTPBA的直收率和2 mg/L的NO3- 吸附率為指標(biāo)，研究了MTPBA制備過程中的主要參數(shù)條件的影響，確定了制備MTPBA的適宜條件，并對(duì)煙末改性前后的物理化學(xué)特征進(jìn)行表征分析，研究MTPBA的改性機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

主要試劑：煙末（卷煙廠下腳料，60目以下）、環(huán)氧氯丙烷、N，N二甲基甲酰胺（DMF）、吡啶、99%的三乙胺、鹽酸、氫氧化鈉、氨基磺酸、硝酸鉀，均為市面銷售分析純;實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

主要儀器：JS94H微電泳儀（上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司）;傅里葉變換紅外光譜儀（NICOLET6700型，美國Thermo Fisher公司）;X射線能譜儀（X-Max型，英國OXFORD公司）;掃描電子顯微鏡（JSM-7500F型，日本JEOL公司）;X射線衍射（ULTIMAIV型，日本Rigku公司）;TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）。

1.2 改性煙末生物質(zhì)吸附劑的制備方法

1）強(qiáng)堿預(yù)處理

煙末先被NaOH堿化去除部分木質(zhì)素和半纖維素，使纖維素骨架裸露實(shí)現(xiàn)煙末活化。稱取10 g煙末，用不同濃度的NaOH溶液100 mL（m煙末∶VNaOH=1 g∶10 mL），浸泡4 h后用去離子水反復(fù)清洗，至濾液澄清透明顯中性，干燥后研磨至60目以下，置于干燥器中存儲(chǔ)以備用。

2）環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)醚化

環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑在DMF反應(yīng)介質(zhì)中與堿化纖維素交聯(lián)醚化形成環(huán)氧纖維素醚。取經(jīng)強(qiáng)堿預(yù)處理后的煙末，置于250 mL三口燒瓶，加入一定體積的環(huán)氧氯丙烷、DMF，置于油浴中在一定溫度攪拌反應(yīng)60 min;再加入吡啶催化劑，繼續(xù)攪拌反應(yīng)60 min，控制反應(yīng)體系中堿化煙末∶DMF∶吡啶為1 g∶5 mL∶4 mL。

3）三乙胺叔胺化

在吡啶催化下，環(huán)氧纖維素醚再與三乙胺發(fā)生叔胺化反應(yīng)，在煙末纖維素骨架上形成帶正電的叔胺基團(tuán)。在2）反應(yīng)裝置中加入10 mL 99%的三乙胺，在不同叔胺化反應(yīng)溫度下攪拌反應(yīng)180 min，冷卻后產(chǎn)物依次用50%的乙醇、去離子水清洗至中性，干燥后研磨至60目以下得到MTPBA，置干燥器中存儲(chǔ)以備用。

1.3 硝酸根吸附實(shí)驗(yàn)

在75 mL燒瓶中加25 mL一定濃度的硝酸根溶液。加入適量的MTPBA，在恒溫?fù)u床上以150 r/min搖動(dòng)1 h，用定性濾紙過濾。重復(fù)測(cè)量3次吸光度，計(jì)算剩余硝酸鹽的平均值。根據(jù)式（1）和式（2）計(jì)算MTPBA對(duì)硝酸鹽的吸附量和吸附率。

2 結(jié)果與討論

2.1 制備MTPBA的影響條件

2.1.1 強(qiáng)堿預(yù)處理的影響 在MTPBA的制備過程中，分別用0.1、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mol/L的NaOH溶液對(duì)煙末原材料進(jìn)行強(qiáng)堿預(yù)處理，以MTPBA的直收率S（堿化煙末與原始煙末質(zhì)量之比）和2 mg/L的NO3- 吸附率R為指標(biāo)，研究不同NaOH濃度對(duì)制備MTPBA的影響。如圖1所示，強(qiáng)堿預(yù)處理過程中，煙末對(duì)NO3- 的吸附率與NaOH濃度呈正相關(guān)，當(dāng)NaOH濃度增加到1.5 mol/L時(shí)，對(duì)NO3- 的吸附率已達(dá)到96.0%，再提高NaOH濃度，對(duì)NO3- 的吸附率無明顯提升;然而，MTPBA的直收率卻與NaOH濃度呈負(fù)相關(guān)。因此，綜合NO3-的去除率和MTPBA的直收率，預(yù)處理時(shí)NaOH的濃度定為1.5 mol/L。

經(jīng)查證，NaOH對(duì)半纖維素和木質(zhì)素有溶解作用[9]，煙末經(jīng)強(qiáng)堿預(yù)處理消耗了部分半纖維素和木質(zhì)素，并且NaOH的濃度越高，煙末損失量越大，因此，MTPBA直收率隨NaOH濃度的增加而減小。但纖維素性質(zhì)穩(wěn)定，不易被NaOH溶解，因此，NaOH的溶解作用使纖維素的相對(duì)含量增加;同時(shí)，NaOH是纖維素的良好潤漲劑[10]，強(qiáng)堿預(yù)處理破壞了煙末原有的由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素構(gòu)成的超分子結(jié)構(gòu)體系，使得大量纖維素暴露于煙末表面，增加了纖維素與改性試劑的接觸位點(diǎn)，因此，MTPBA對(duì)NO3- 的吸附率隨著NaOH濃度的增加而增加。

2.1.2 交聯(lián)反應(yīng)溫度及交聯(lián)劑投加量的影響

1）交聯(lián)反應(yīng)溫度的影響 在MTPBA的制備過程中，控制交聯(lián)反應(yīng)時(shí)的溫度分別為50、60、70、80、90、100 ℃，以2 mg/L的NO3- 吸附率為指標(biāo)，探究環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)反應(yīng)的溫度對(duì)制備MTPBA的影響。如圖2所示，最終制備的MTPBA對(duì)NO3- 的吸附率隨交聯(lián)反應(yīng)溫度的升高而增加，當(dāng)交聯(lián)反應(yīng)的溫度升高至80 ℃時(shí)，MTPBA對(duì)NO3- 的吸附率達(dá)到最大，而當(dāng)繼續(xù)升高溫度后，NO3- 的吸附率又有所下降。因此，交聯(lián)反應(yīng)的溫度應(yīng)控制在80 ℃。

纖維素與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)時(shí)受溫度影響較大，反應(yīng)溫度較低時(shí)，環(huán)氧氯丙烷部分活化，氧環(huán)打開不完全，堿化纖維素與環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng)不徹底;而反應(yīng)溫度過高，氧環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，使環(huán)氧鍵斷裂，發(fā)生自聚反應(yīng)[11]，抑制了堿化纖維素與環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng)。堿化纖維素與環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)反應(yīng)越充分，進(jìn)而叔胺化引入的叔胺基團(tuán)越多，對(duì)NO3- 的吸附效果也越好。

2）交聯(lián)劑投加量的影響 在MTPBA的制備過程中，控制交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷的投加量（V交聯(lián)劑∶m煙末）分別為2、4、5、6、8、10 mL/g，以2 mg/L的NO3- 吸附率為指標(biāo)，研究交聯(lián)劑的投加量對(duì)制備MTPBA的影響。如圖3所示，最終制備的MTPBA對(duì)NO3- 的吸附率隨交聯(lián)劑的投加量的增加呈先增高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)交聯(lián)劑投加比為5 mL/g 時(shí)，NO3- 的吸附率已達(dá)96.9%，繼續(xù)增加交聯(lián)劑的投加量，NO3- 的吸附率反而有所降低。因此，交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷的投加量應(yīng)控制為5 mL/g。

堿性條件下，煙末纖維素上含有大量的羥基與交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，隨著交聯(lián)劑的投加量增加，交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行越充分，制備的MTPBA吸附NO3- 效果也隨之增加;但當(dāng)交聯(lián)劑的投加量過大時(shí)，交聯(lián)劑之間發(fā)生自聚反應(yīng)，阻礙了交聯(lián)反應(yīng)，因此降低了MTPBA吸附NO3- 效果。

2.1.3 叔胺化反應(yīng)溫度的影響 在MTPBA的制備過程中，控制叔胺化反應(yīng)的溫度分別為50、60、70、80、90、100 ℃，以2 mg/L的NO3- 吸附率為指標(biāo)，研究環(huán)氧氯丙烷的投加量對(duì)制備MTPBA的影響。如圖4所示，最終制備的MTPBA對(duì)NO3- 的吸附率隨叔胺化反應(yīng)溫度的升高呈先增高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)叔胺化反應(yīng)溫度升高至80 ℃時(shí)，MTPBA對(duì)NO3- 的吸附率達(dá)到最大，當(dāng)溫度繼續(xù)升高，NO3- 的吸附率逐漸降低，但仍有較好的NO3- 去除效果。因此，叔胺化反應(yīng)溫度應(yīng)控制在80 ℃。

三乙胺的化學(xué)性質(zhì)較活潑，是常見的揮發(fā)性有機(jī)物，在叔胺化的反應(yīng)過程中，放出大量的熱。因此，當(dāng)叔胺化反應(yīng)溫度較低時(shí)，叔胺基團(tuán)的接枝引入比較快速，反應(yīng)比較充分。反應(yīng)溫度過高時(shí)，三乙胺加劇揮發(fā)，引入的叔胺基團(tuán)有所損失，使制備的MTPBA吸附NO3- 的效果有所降低。

2.2 MTPBA的物理化學(xué)性質(zhì)表征

2.2.1 Zeta電位分析 Zeta電位分析常用來研究固體顆粒物的表面帶電特性[12]，與吸附反應(yīng)、靜電作用、表面反應(yīng)有著十分緊密的聯(lián)系。室溫下，用微電泳儀測(cè)定原始煙末和MTPBA的表面Zeta電位。結(jié)果表明，原始煙末表面Zeta電位為-17.6 mV，制備的MTPBA表面Zeta電位為+34.7 mV。這是因?yàn)樵紵熌┑闹饕煞譃閿y帶大量的-OH、-COOH等電負(fù)性基團(tuán)[13]的纖維素、木質(zhì)素，使其Zeta電位為負(fù);強(qiáng)堿預(yù)處理使木質(zhì)素和半纖維素部分溶解，交聯(lián)反應(yīng)消耗掉纖維素上部分-OH和-COOH，同時(shí)，叔胺化反應(yīng)向煙末引入了帶正電荷的叔胺基團(tuán)，從而導(dǎo)致電性發(fā)生轉(zhuǎn)變，MTPBA的Zeta電位為正。MTPBA強(qiáng)大的正電荷性質(zhì)為其吸附水體中NO3- 提供了良好的靜電吸附能力。

2.2.2 掃面電鏡分析 掃描電鏡（SEM）用來觀測(cè)分析原始煙末與MTPBA的微觀形態(tài)圖像，對(duì)顆粒物的的粒徑、孔隙和表面結(jié)構(gòu)等表面形貌特征進(jìn)行分析[14]。由圖5可知，原始煙末（a）表面較為光滑呈不規(guī)則片層結(jié)構(gòu)，這是由于煙末大多是煙葉的邊角料，其本身存在大量致密性木質(zhì)素。與原始煙末相比，MTPBA（b）的表面產(chǎn)生了明顯變化，其表面較為粗糙，分布著大量細(xì)小孔洞，片層結(jié)構(gòu)也有一定破壞，比表面積和孔隙率都顯著增加，并且可提供更多的活性吸附位點(diǎn)。MTPBA的表面特征可能是由于經(jīng)強(qiáng)堿預(yù)處理、交聯(lián)反應(yīng)和叔胺化反應(yīng)后去除了大量半纖維素和木質(zhì)素，加入的改性劑對(duì)煙末有強(qiáng)烈的侵蝕和構(gòu)造作用形成的。

2.2.3 能譜分析 能譜（EDS）分析是掃描電鏡上的重要附屬設(shè)備儀器，可用來分析材料微觀區(qū)域內(nèi)的元素分布，同時(shí)進(jìn)行定性定量的分析[15]。由圖6可知，原始煙末中主要含有C、N、O、Si、Cl等5種元素，其中，C和O的比例最大。這和煙末的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等天然高分子化合物有關(guān)。與MTPBA（b）對(duì)比發(fā)現(xiàn)，C和Cl略有增加，N元素含量明顯增加，O元素含量減少。這是由于強(qiáng)堿預(yù)處理溶解了部分帶有大量-OH、-COOH的木質(zhì)素，因此，O元素含量減少;交聯(lián)反應(yīng)在煙末纖維素上成功引入了一定量的氯烷基團(tuán)，使得C和Cl略有增加;叔胺化反應(yīng)則接枝引入了大量含N元素的叔胺基團(tuán)，因此，N元素含量明顯增加。這與Zeta電位分析結(jié)果相互印證，同時(shí)大量功能基團(tuán)的引入說明MTPBA對(duì)NO3- 等陰離子具有良好的吸附性能。

2.2.4 紅外光譜分析 紅外光譜（FTIR）是表征分析煙末及其制備的MTPBA表面吸附位點(diǎn)和功能基團(tuán)的變化等信息最常用的技術(shù)方法[16]。原始煙末與MTPBA的紅外光譜圖如圖7所示。原始煙末（a）圖譜中，3 416 cm-1附近的強(qiáng)振動(dòng)吸收峰是煙末中纖維素的醇羥基和木質(zhì)素的酚羥基伸縮振動(dòng)引起的。在2 919 cm-1處是由飽和烷烴基團(tuán)的伸縮振動(dòng)吸收峰，而1 432 cm-1處的尖峰為飽和烷烴基團(tuán)中C-H結(jié)構(gòu)的彎曲振動(dòng)吸收峰，說明煙末的基本結(jié)構(gòu)是由大量的飽和烷烴構(gòu)成。1 617 cm-1處出現(xiàn)的吸收峰由煙末木質(zhì)素中的羰基的伸縮振動(dòng)引起。在604 cm-1處為醛基結(jié)構(gòu)的振動(dòng)吸收峰。根據(jù)文獻(xiàn)[17-18]研究可知，3 416、2 919、1 432、1 617、604 cm-1位置處的吸收峰為天然纖維素紅外譜圖中常見吸收峰。在MTPBA（b）的紅外譜圖中在上述幾個(gè)波數(shù)附近同樣可觀察到吸收峰，而且，改性前后煙末材料的紅外譜圖總體輪廓相近，說明MTPBA的主要組成依然是纖維素結(jié)構(gòu)。

對(duì)比曲線（b）可見，改性后在1 304 cm-1處出現(xiàn)了新的尖銳吸收峰，這是由叔胺基團(tuán)中碳氮單鍵的伸縮振動(dòng)引起的，說明在改性制備過程中成功引入了叔胺基團(tuán)。羥基、飽和烷烴基團(tuán)、羰基均出現(xiàn)向前偏移，這是由于改性降低了官能團(tuán)的氫鍵強(qiáng)度，使得吸收峰向前偏移，表明羥基間的氫鍵作用減弱，有利于叔胺基團(tuán)的引入。620 cm-1處出現(xiàn)新的較明顯的吸收峰，氯烷基團(tuán)中碳氯鍵振動(dòng)引起的，表明在改性制備過程中成功引入了氯烷基團(tuán)。煙末及MTPBA的紅外譜圖對(duì)比分析說明改性過程中煙末與環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)醚化引入了氯烷基團(tuán)，與三乙胺叔胺化引入了叔胺基團(tuán)，并保留了纖維素骨架及其攜帶的部分基團(tuán)，如羥基、飽和烷烴基團(tuán)和羰基。

2.2.5MTPBA的解吸再生研究 采用100 mg/L的硝酸根模擬廢水進(jìn)行靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，使MTPBA吸附至飽和。選取一定濃度梯度的鹽酸、氯化鈉和氫氧化鈉溶液為解吸劑。解吸劑的濃度梯度取為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mol/L。取0.2 g吸附飽和的MTPBA置于50 mL解吸劑中，在常溫下?lián)u晃解吸0.5 h。結(jié)果如表1所示。

由表1可知，氫氧化鈉的解吸效率高于鹽酸和氯化鈉，且解吸效率隨溶液濃度的增加而提高。分析認(rèn)為，鹽酸和氯化鈉對(duì)硝酸根的解吸機(jī)制均是大量Cl-與硝酸根發(fā)生了離子交換。而氫氧化鈉的解吸機(jī)制除了大量OH-與硝酸根發(fā)生的離子交換之外，還有強(qiáng)堿條件下破壞了叔胺基團(tuán)和硝酸根在MTPBA的穩(wěn)定性，削弱了MTPBA的吸附性能。雖然解吸效率與溶液濃度成正比，但從經(jīng)濟(jì)效益考慮應(yīng)選取0.5 mol/L的鹽酸或氯化鈉作為解吸劑。

為了進(jìn)一步研究MTPBA的吸附特性，以0.5 mol/L鹽酸為解吸劑對(duì)吸附飽和的MTPBA進(jìn)行3次循環(huán)吸附解吸實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖8所示。3次循環(huán)吸附解吸實(shí)驗(yàn)后，MTPBA對(duì)硝酸根的吸附容量仍可達(dá)26.08 mg/g，再生效率為95.32%。可見，MTPBA對(duì)硝酸根的吸附容量受再生次數(shù)影響較小。因此，MTPBA具有較為穩(wěn)定的吸附容量及吸附穩(wěn)定性，可重復(fù)使用2～3次。由于MTPBA是生物質(zhì)材料在自然界可快速降解，因此，多次使用后的材料可進(jìn)行填埋或焚燒發(fā)電處理。

3 結(jié)論

1）直接利用廢棄煙末，提出煙末化學(xué)改性制備MTPBA的方法，通過強(qiáng)堿化預(yù)處理、環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)醚化、三乙胺叔胺化等改性步驟所制備的MTPBA成本低廉，對(duì)NO3- 的吸附效率為96%左右，直收率可達(dá)72.3%。MTPBA的解吸再生研究明確了可使用0.5 mol/L的鹽酸或氯化鈉對(duì)MTPBA進(jìn)行解吸。MTPBA具有較為穩(wěn)定的吸附容量及吸附穩(wěn)定性，可重復(fù)使用2～3次。

2）研究強(qiáng)堿預(yù)處理時(shí)NaOH濃度、環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)反應(yīng)溫度、交聯(lián)劑投加量及三乙胺叔胺化反應(yīng)溫度對(duì)MTPBA制備的影響。適當(dāng)增加NaOH濃度和三乙胺叔胺化反應(yīng)溫度可使最終制得MTPBA的吸附能力提升，但產(chǎn)物直收率會(huì)下降。交聯(lián)反應(yīng)是改性制備過程中重要一步，增加反應(yīng)溫度和適中的交聯(lián)劑投加量可使堿化纖維素與環(huán)氧氯丙烷充分反應(yīng)，有利于后續(xù)叔胺化反應(yīng)的進(jìn)行。

3）分析推測(cè)煙末化學(xué)改性制備MTPBA的反應(yīng)機(jī)理，大概分為3步：煙末先被NaOH堿化去除部分木質(zhì)素和半纖維素，使纖維素骨架裸露實(shí)現(xiàn)煙末活化;環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑在DMF反應(yīng)介質(zhì)中與堿化纖維素交聯(lián)醚化形成環(huán)氧纖維素醚;在吡啶催化下，環(huán)氧纖維素醚再與三乙胺發(fā)生叔胺化反應(yīng)，在煙末纖維素骨架上形成帶正電的叔胺基團(tuán)。

參考文獻(xiàn)：

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（編輯 胡玲）