小球藻是一种具有潜在应用前景的生物质吸附材料,但由于其为粉末状,吸附后固液分离困难,后续处理复杂。本文采用聚乳酸（PLA）和聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）为小球藻固定化载体,通过熔融沉积成型技术,制备PLA/PBAT/Chlorella（PIBC）水处理反应器,并分别研究其对水体中染料和重金属吸附性能,拓宽高分子材料应用领域。具体研究内容如下:1、为改善PLA的脆性导致的熔融沉积成型过程断丝、制品开裂和尺寸不稳定等问题,首先采用聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）对其进行增韧改性。通过扫描电镜、旋转流变仪、差示量热仪等仪器对PBAT改性PLA材料进行表征,并对FDM3D打印PLA/PBAT制品进行测评。实验结果表明,PLA中引入PBAT,有效提高材料的储能模量、损耗模量和复数粘度,当共混材料中PBAT的含量为20 wt%,共混材料FDM 3D打印样件的冲击强度可达到7.15 kJ/m²,相较于纯的PLA提高了146.56%,制备过程无断丝溢料现象,制品精度高,熔融沉积成型效果较好。但由于PBAT与PLA部分相容,因此继续增加PBAT用量,PBAT颗粒在共混体系中的平均粒径逐渐增加且均一性降低,当PBAT的含量达到30 wt%时,其平均粒径达到1.06μm,均一性较差,影响后续熔融沉积制品的效果。因此本研究PLA/PBAT最佳配比为80/20。2、为实现小球藻固定化、器件化,以PLA/PBAT为载体,采用熔融沉积成型技术制备PLA/PBAT/Chlorella制品,并分别采用扫描电镜、旋转流变仪和差示量热仪等仪器对其结构和性能进行分析。结果表明,随着小球藻含量的增加,共混体系的储能模量、损耗模量和复数黏度呈先减少后增加的趋势,拉伸强度和冲击强度均呈下降趋势,但冲击强度仍高于纯的PLA 38.96%,保持良好的熔融沉积成型性能;PLA/PBAT/Chlorella反应器对亚甲基蓝和重金属铅均具有较好的吸附效果,质量相当的PLA/PBAT/Chlorella反应器随着小球藻含量的增加对亚甲基蓝和铅的去除率增加,且具有较强的循环吸脱附性能,经过6次对亚甲基蓝和铅的循环吸脱附实验去除率仍可达到72%和50%,相较于小球藻粉末,PLA/PBAT/Chlorella反应器对水体不产生二次污染,回收简便,实现传统吸附剂的固定化、器件化、可设计性,拓宽塑料制品的应用领域。3、考察PLA/PBAT/Chlorella（80/20/30）反应器对亚甲基蓝吸附性能,研究吸附条件对吸附性能的影响。结果表明,随着溶液pH的升高,PLA/PBAT/Chlorella反应器对亚甲基蓝的去除能力上升,当溶液的pH值提高到10时,亚甲基蓝的去除率增加到96.14%;增加溶液中无机盐离子的浓度,PLA/PBAT/Chlorella反应器对亚甲基蓝的吸附能力下降,当溶液中氯化钠的浓度从0升高到1 mol/L时,反应器对亚甲基蓝的饱和去除率降低到16.83%,下降了81.84%;反应器对亚甲基蓝的吸附以化学吸附为主,符合二级动力学模型;Langmuir模型相较于Freundlich模型能够更好地描述材料对亚甲基蓝的吸附特性,说明材料对亚甲基蓝的吸附更倾向于均匀的单分子层吸附;在298、308和318 K的温度下,?G为负值,表明材料对亚甲基蓝的吸附为热力学自发反应过程,当亚甲基蓝溶液浓度为100 mg/L时,?H为正值表明该吸附反应是一个吸热反应;红外结果表明在吸附过程中羟基、羧基和氨基给亚甲基蓝提供吸附位点,促进吸附的完成。4、探讨PLA/PBAT/Chlorella反应器对Pb²⁺吸附性能。实验结果表明,随着溶液pH的升高,PLA/PBAT/Chlorella反应器对Pb²⁺的去除呈上升趋势,当pH值提高到6时,去除率为95.33%。增加溶液中无机盐离子浓度,PLA/PBAT/Chlorella反应器对Pb²⁺的吸附量呈下降趋势,当溶液中氯化钠的浓度从0升高到1 mol/L时,PLA/PBAT/Chlorella反应器对Pb²⁺的去除率降低到48.94%,下降了46.76%;该吸附过程符合拟二级动力学模型,说明Pb²⁺与材料的表面活性官能团之间存在强烈的化学力;Langmuir模型相较于Freundlich模型能够更好地描述材料对Pb²⁺的吸附特性,表明材料对Pb²⁺的吸附更倾向于均匀的单分子层吸附;在298、308和318 K的温度下?G都为负值,表明材料对Pb²⁺的吸附为热力学自发反应过程,当Pb²⁺溶液浓度为100 mg/L时,?H为正值表明该吸附反应是一个吸热反应;红外分析和XPS分析表明PLA/PBAT/Chlorella反应器吸附Pb²⁺的过程中,Pb²⁺能与O和N形成配位键,与小球藻细胞中O和N的供体基团羟基、羧基和氨基相结合,起到高效的吸附作用。