纤维素琥珀酸酐改性及其对重金属离子的吸附研究开题报告

1. 研究目的与意义

重金属污染是全球难处理的水污染之一，寻求低廉而有效的重金属处理方法，是保护环境和生态、科学而持续发展的当务之急。

纤维素具有原料来源广泛、价格便宜、可生物降解、可重复利用等优点。

对纤维素进行化学改性，引入羧酸类功能基团，可对溶液中重金属离子实现良好的吸附。

2. 国内外研究现状分析

li w y等人在咪唑离子液体中，使用催化剂4-二甲氨基吡啶，将蔗糖纤维素与琥珀酸酐酯化制备得纤维素的琥珀酸酐改性物。

华南理工大学孙润仓等对纤维素进行化学改性（羧酸化、季铵化），化学改性后的半纤维素表现出优良的金属螯合能力。

dorn, zhou y m, umoren等人分别在文献中报道了纤维素分子链中的羟基与酸、酸酐、酰卤等发生反应制备纤维素有机酸酯，以提高纤维素中羧基含量进而提高对金属离子的吸附能力。

3. 研究的基本内容与计划

① 基于离子液体/助溶剂混合体系（四丁基醋酸铵/二甲基亚砜）对纤维素进行丁二酸酐改性，考察四丁基醋酸铵/二甲基亚砜比例对改性后纤维素取代度的影响；

② 对改性的纤维素进行表征，主要进行红外、热重、扫描电镜，xrd，取代度等表征，掌握其物理化学性质和结构特点；

③ 改性纤维素用于重金属离子（主要考察铜金属和镉金属）液体吸附，考察吸附液浓度、吸附时间、吸附液ph值等对吸附效果的影响。

4. 研究创新点

本项目首次运用四丁基醋酸铵（TBAA）/二甲基亚砜（DMSO）混合体系，在无催化剂的条件下对纤维素进行丁二酸酐改性，并将改性纤维素用于重金属离子吸附。

旨在无催化剂条件下制备取代度较高的改性纤维素，通过优化条件实现对重金属离子的高效吸附。