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染料广泛应用于材料的染色。由于生产过程着色材料的洗涤和染料的不完全着色等原因,约有10%到15%的染料被排放至自然水体中,而且大多数有机染料具有毒性、不可生物降解性、致畸致癌性和致突变性,对人类健康和水体生物产生了严重威胁,极大地影响了生态平衡。因此,开发高效的染料吸附材料成为研究热点。纤维素是自然界中储藏量最丰富的一种具有生物可降解性、高强度和高热稳定性的低成本天然高分子化合物。对纤维素进行改性,研发具备优良吸附染料性能的新型纤维素材料具有重要的应用价值。论文采用原子转移自由基(ATRP)法,以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体改性纤维素滤纸,通过控制单体与引发剂的比例,制备了不同接枝率的改性纤维素滤纸(Paper-PDMDAAC)。随着单体DMDAAC投量的增加,Paper-PDMDAAC的接枝率线性增大。通过ATR-FTIR和XPS对滤纸改性前后的表面组成和结构进行了分析,单体DMDAAC以共价键形式与滤纸表面纤维素成功接枝。采用扫描电镜分析表面形貌,改性前后滤纸形貌几无变化,保持了滤纸的原有结构形貌。静态水接触角测试表明,Paper-PDMDAAC有着优良的亲水性。论文研究了 Paper-PDMDAAC对阴离子型染料甲基橙的吸附。随着接枝率的增大,甲基橙的平衡吸附量逐级增加。随着甲基橙溶液pH值的减小,吸附能力增强。在低浓度的甲基橙溶液中,Paper-PDMDAAC对甲基橙的吸附快速达到吸附平衡,且脱色率很高。随着甲基橙溶液中NaCl浓度的升高,Paper-PDMDAAC对甲基橙的平衡吸附量明显下降,吸附平衡量对溶液中离子浓度十分敏感。当甲基橙溶液初始浓度为100 mg/L,体积为50 mL,pH为4.6,吸附温度为25 o℃时,质量为75 mg、接枝率12.5%的Paper-PDMDAAC对甲基橙的脱色率达90%以上。Paper-PDMDAAC对甲基橙的吸附符合Langmuir等温吸附模型及伪二级动力学模型,而且为单分子层吸附,接枝率12.5%的Paper-PDMDAAC对甲基橙的理论最大吸附量为243.9 mg/g。经过6次再生测试后,Paper-PDMDAAC对甲基橙仍有良好的吸附效果,表明其具有良好的重复使用性和稳定性。论文研究了 Paper-PDMDAAC对阴离子型染料甲基橙和阳离子型染料罗丹明B的选择性吸附能力。Paper-PDMDAAC可以快速高效吸附去除甲基橙;而Paper-PDMDAAC吸附罗丹明B的效果差。甲基橙和罗丹明B的混合溶液吸附分离研究表明,随着接枝率的增加,选择性吸附分离效果愈加明显;当Paper-PDMDAAC的接枝达到12.5%时,吸附分离达到了一种平衡的状态;对甲基橙的脱色率高达99.07%,而对罗丹明B脱色率低至3.33%;Paper-PDMDAAC对甲基橙和罗丹明B混合溶液表现出了优良的选择性吸附分离。经过6次再生使用后,Paper-PDMDAAC对甲基橙的脱色率仍高于95%,而对罗丹明B的脱色率仍低于6%,同时抗张强度仍高于28 kN/m2,Paper-PDMDAAC有着良好的重复使用性和稳定性。进一步对Paper-PDMDAAC选择吸附分离混合染料的机理进行研究,滤纸平均孔径远大于染料分子直径,几乎不依靠物理拦截。Paper-PDMDAAC与染料分子之间主要靠静电作用吸附结合,对甲基橙表现出静电引力,对罗丹明B表现出静电斥力,从而致使其具有选择吸附效能。