石油泄漏会引起水环境污染,严重影响生物生存与人类经济活动,因此制备绿色、高效吸油材料具有重要现实意义。生物质废弃物具有可生物降解、经济等优势,具有良好应用前景,但其吸附容量和选择性吸附能力是其发展的主要障碍。基于此,本论文选用量多且成本低的玉米秸秆髓为原料,提出漆酶-TEMPO系统接枝十八胺制备选择性吸油材料;同时采用了扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)、傅里叶红外光谱(FTIR)、等手段对吸油剂进行表征;结合材料的吸附动力学模型、等温线模型、热力学研究初步探讨改性玉米秸秆髓吸油机理。主要研究结果如下:1.天然玉米秸秆髓中的纤维素、半纤维素和木质素各组分的含量分别为40.51%、22.09%、3.72%。它与机油及去离子水的接触角分别为52.8°及58.8°。天然秸秆髓对大豆油、柴油的饱和吸附量仅为16.36 g/g及13.81 g/g。天然秸秆髓具有较高的吸油速率,吸附过程符合Lagergren准二级动力学方程。2.以玉米秸秆髓为原材料,采用漆酶-TEMPO氧化接枝十八胺的方法成功制备了具有高粗糙度、低表面能的吸油剂(LCSP),并探讨了最佳制备条件。其油吸附容量为40.82 g/g,远高于原材料(13.24 g/g),是原料的3.08倍,大豆油、柴油吸附量也有明显提升。原材料水吸附容量为13.76 g/g,而改性后水吸附量降低至3.83 g/g。经循环使用4次后,最大吸油量仍然维持在35.05 g/g,仍保有85.9%的吸附容量。考虑原料和生产成本、吸油疏水效果、环境友好性等因素,漆酶-TEMPO-十八胺改性玉米秸秆髓是一种有发展前景的环保吸油材料。3.SEM结果显示改性增加了表面粗糙度。BET结果显示改性后材料总孔容积增加了 541%,平均孔径是原材料的7.5倍,提供了储油空间。XRD证实改性使得材料结晶度降低,提升了油可触及性。FTIR、XPS等结果显示羟基减少,醛基等含氧官能团增多,并出现碳氮双键,证实利用漆酶-TEMPO催化体系可将纤维素分子上伯羟基选择性氧化为醛基,再与具有疏水性能的十八胺分子中胺基发生接枝反应。接触角测试显示油珠瞬间被改性材料吸附,水接触角增大到142.5°,疏水性明显增强。4.对于漆酶-TEMPO接枝十八胺(LCSP)、漆酶-愈创木酚接枝十八酯(GCSP)制得的两种改性吸油剂,在中性条件下油的去除率可达到98%。氯离子对两者的影响都很小,证实吸油剂在海水中也有良好的适用性。对水面浮油油层厚度小时,LCSP与GCSP吸附容量相似,厚度大时GCSP效果更好。LCSP和GCSP对悬浮柴油的吸附过程均符合Lagergren准二级动力学模型、Freundlich等温式,说明对柴油的吸附是化学吸附占主导的非均相多层物质吸附。Temkin及热力学分析可以发现,吸附过程具有放热性质。图 29 表 13 参 93