日常生活中所使用的大量材料和能源是基于不可再生的化石燃料,然而随着化石能源的日渐枯竭和生态环境的不断恶化,许多国家面临着化石燃料危机的巨大挑战。农林生物质来源丰富、廉价、可再生,是潜在的可持续替代化石燃料的重要资源。将其转化成生物质基功能材料和能源是应对能源危机和环境污染的重要途径,也是当今社会的研究的重要课题和发展趋势。据统计,每年产生的农林废弃物有15亿吨,但是这些资源并没有得到合理有效的利用,甚至直接被焚烧,不仅造成资源的浪费,还造成了严重的环境污染。为了有效的利用农林生物质资源,促进农林生物质的高值化转化,本文构建了两种新型生物质功能吸附材料,并研究了其在重金属离子的去除和肌酐吸附方面的应用,主要在以下几个方面开展创新性研究工作。1、以球磨蔗渣为原料,以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过接枝聚合和化学交联,合成了一系列蔗渣水凝胶吸附材料。主要研究反应条件对合成水凝胶吸水性能的影响。研究发现,合成的最优条件为:引发剂浓度为10%,交联剂用量为2.5%(占蔗渣质量),AM/AA质量比为1:1,单体总质量与蔗渣的质量比为3:1时,合成的水凝胶溶胀率高达269 g/g。水凝胶在5oC、25oC和35oC下的保水率分别为92.7%、81.7%和76.8%(44 h)、83.7%,58.6%和47.1%(116 h)。该水凝胶吸附材料在废水处理、农业和园艺产业有着潜在应用价值。2、探讨蔗渣水凝胶吸附材料去除水溶液中重金属离子的性能。主要考察了不同溶液p H、吸附时间和金属离子初始浓度对金属离子吸附量的影响,并研究了其吸附动力学和等温吸附。最后对金属离子的脱吸附性能与水凝胶的回用性能进行了研究。研究表明,该吸附材料对Cu2+、Pb2+、Cd2+的吸附具有p H依赖性,最佳吸附p H为6。对Cu2+、Pb2+、Cd2+吸附平衡时间分别是180 min、90 min、60 min,对Cu2+、Pb2+、Cd2+的最大吸附容量分别是268 mg/g、700 mg/g、320 mg/g。吸附剂对金属离子的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附。5个循环吸附-解吸后,对Cu2+、Pb2+、Cd2+的回收率仅降至92%、95%和96%。这一现象表明,该吸附材料具有良好的循环使用性能,是一种高效重金属离子吸附材料,可用于重金属离子和有毒金属离子的去除和回收。3、以木聚糖类型半纤维素为原料,在绿色溶剂—离子液体中制备出新型的木聚糖酯吸附材料。探讨了不同反应时间、温度、3,5-二甲基苯甲酰氯和木糖单元的摩尔比对取代度(DS)的影响。结果显示,当3,5-二甲基苯甲酰氯和木糖单元的摩尔比为7:1,反应时间为70 min,反应温度100oC时,取得最大取代度为1.77。红外和核磁光谱证明,3,5-二甲基苯甲酰基团成功接枝到木聚糖的大分子链上。4、探讨木聚糖酯肌酐吸附材料对肌酐的吸附性能。主要研究了DS、吸附时间、温度、肌酐初始浓度、溶液p H对吸附材料吸附容量的影响。并对吸附过程进行了等温吸附和热力学研究。结果表明,当吸附温度为37oC,p H为7,肌酐初始浓度为100 mg/L时,木聚糖酯(DS=1.77)对肌酐的吸附容量为1.84 mg/g。当吸附温度为23oC,肌酐初始浓度为300 mg/L,p H为9时,吸附容量达到最大,为2.45 mg/g。吸附过程符合Freundlich等温吸附方程,表明吸附过程是以化学吸附为主。