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        木質(zhì)基衍生材料的研究進展

        2025-08-18 00:00:00王森楊長江高曉軍石鑫王文峰馬明華
        中國造紙 2025年7期
        關(guān)鍵詞:黑液活性炭改性

        作者簡介:王森,博士,教授,碩士生導師;主要從事水污染處理技術(shù)、環(huán)境功能材料、固廢資源化等方面的研究。

        關(guān)鍵詞:木質(zhì)素;活性炭;功能材料;復合材料中圖分類號:TS79 文獻標識碼:A DOI:10.11980/j.issn.0254-508X.2025.07.002

        Abstract:Blackliquor’smaincomponentfrompulpingislignin,hichisichincarbonelementsandfunctioalgroupssuchaspenlichy droxylgroupandaloolhdroxylgroups,utalsoanbedopdintoothermateralstoimproveitsperformanendhasagficantprospct foresoureutliseouactestsdactiesoflerodced,eachf ligninadisaispepaadaoofclatelsredildgpobd tialdevelopentitiosoflgatealsemeddspddtidsoeld high-value application of lignin-based derived materials.

        Key words:lignin;activated carbon; functional materials;composite material

        中國造紙協(xié)會調(diào)查資料顯示,2023年全國紙及紙板的生產(chǎn)量及消費量如圖1所示。由圖1可知,全國生產(chǎn)企業(yè)約2500家,紙及紙板生產(chǎn)量12965萬t,較2022年增長 4.35% 。消費量13165萬t,較2022年增長 6.14% ,人均年消費量為 93.37kg (14.10億人)。2014—2023年,紙及紙板生產(chǎn)量年均增長率 2.40% ,消費量年均增長率 3.02%[1]

        造紙的主要原料來源于植物,由約 50% 的纖維素、 30% 的木質(zhì)素、 20% 的半纖維素組成。制漿過程中產(chǎn)生的黑液(圖2)含有木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、殘堿及其他溶出物,不僅對環(huán)境造成污染,而且極難治理[4]

        1堿木質(zhì)素的提取及處理方法

        堿木質(zhì)素的提取方法主要有超濾法、絮凝沉淀法、酸析法。劉全校等5利用超濾法和酸析沉淀法提取木質(zhì)素,并探究其規(guī)律及特性。結(jié)果表明,提取方法不同,得到木質(zhì)素的特性也就不同,相較于超濾法,酸析沉淀法提取木質(zhì)素效率更高,且酸沉淀終點pH值越低,木質(zhì)素的提取率越高,如表1所示。

        圖1 2014—2023年紙及紙板生產(chǎn)和消費情況[1]

        目前,國內(nèi)外關(guān)于黑液資源化處理的方法主要有傳統(tǒng)堿回收法、電滲析法、木質(zhì)素回收技術(shù)、水熱碳化法、水煤漿技術(shù)[]、超臨界水氣化法、黑液氣化法。通常情況下,將黑液直接焚燒,用于生產(chǎn)能源并回收無機物[13],這種處理方式不僅浪費了大量的資源,而且還可能造成環(huán)境的二次污染。黑液中含有大量的木質(zhì)素、纖維素、色素、糖類等,具有極高的資源回收價值[4。堿木質(zhì)素中含有較豐富的固定碳,是制備碳材料(如吸附劑、電極等材料)的理想前驅(qū)體,此外木質(zhì)素還可摻雜于其他材料制備復合材料,不僅能提高材料的性能,還可節(jié)約成本。因此,開辟木質(zhì)素在功能化材料制備方面的新途徑具有良好的應用前景。

        表1超濾和酸沉淀提取木質(zhì)素的特性5

        Table1 Characteristics of lignin extraction byultrafiltration and acid precipitation[5]

        2衍生碳材料

        由于木質(zhì)素含碳量高且灰分低,是制備活性炭的優(yōu)質(zhì)原料。木質(zhì)素經(jīng)物理、化學等方法活化后再進行碳化制備木質(zhì)素基活性炭,其具有孔隙結(jié)構(gòu)豐富、比表面積大、物理和化學性質(zhì)穩(wěn)定、價格低等優(yōu)點,在吸附、導電等領域表現(xiàn)優(yōu)異[15]

        2.1 吸附劑

        2.1.1 吸附 CO2

        現(xiàn)如今全球工業(yè)迅速發(fā)展,溫室氣體大量排放,對全球氣候、生態(tài)系統(tǒng)、物種造成災難性的影響[]。物理吸附法因其原料來源豐富、價格低廉、操作簡便、吸附效率高及可循環(huán)利用等特點而被廣泛運用[]。

        Zhao等8以堿木質(zhì)素為原料,通過活化法和模板法制備多孔炭材料,結(jié)果表明,經(jīng)KOH活化制備的碳材料(C-BLL-KOH)在 0°C 1 100kPa 條件下對 CO2 吸附量可達 5.20mmol/g ,且穩(wěn)定性和可回收性優(yōu)異,其吸附 CO2 機理如圖3所示。

        相較于其他原料制成的活性炭,堿木質(zhì)素中含有豐富的含氧官能團且制備成本較低、穩(wěn)定性較高,其吸附 CO2 效果明顯,但復雜的制備過程是制約其廣泛應用的主要因素。

        2.1.2 吸附染料

        未經(jīng)處理的合成染料釋放到水環(huán)境中,可通過水、土壤到達供人類食用的食物中,從而造成嚴重的生態(tài)毒理學風險和人類健康風險[19]。木質(zhì)素吸附染料法與其他方法相比具有成本低、易于操作、對環(huán)境友好等優(yōu)勢而被廣泛應用[20]。

        圖2造紙工藝流程圖[3]

        Fig.2Flow chart of papermaking process[3]

        圖3C-BLL-KOH吸附 CO2 機理[18]

        Borsalani等2以黑液為原料采用氧化鈣沉淀法提取木質(zhì)素磺酸鹽(LS)再用水熱法分別制備了磁性木質(zhì)素磺酸鹽(MLS)[22]和磺酸鹽/碳(MLS/C)[23],并將其用于吸附剛果紅(CR)和甲基橙(MO)染料。結(jié)果表明,MLS/C的吸附性能較好,對CR和MO的吸附效率分別為 97.09% 、 72.08% 。經(jīng)過5次循環(huán)利用后,吸附劑性能達到初始性能的 81% 以上。此外,研究對比了不同原材料制備的活性炭對CR染料的吸附效果(表2)。染料去除率的降低可能是由于染料分子的不完全解吸、解吸方法或洗脫導致吸附位點失活[28]。

        Hamad等以黑液為原料采用沉淀、水洗、干燥、研磨等方法制備功能化木質(zhì)素基吸附劑(FLA),用其吸附活性綠-19(RG-19)染料,最大吸附量為29.58mg/g ,吸附機理如圖4所示。由圖4可知,F(xiàn)LA對RG-19染料表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能,這主要是由于陽離子型RG-19與含氧官能團之間存在強烈的靜電相互作用[30]

        開發(fā)低成本可再生木質(zhì)素基吸附劑去除污水中的有毒染料一直是研究的熱點,但仍具有挑戰(zhàn)性,而木質(zhì)素中富含酚羥基等官能團,這使得木質(zhì)素基吸附劑具有更強的陰離子染料去除能力。

        2. 1. 3 吸附金屬離子

        隨著制革、電鍍、采礦、有機合成等工業(yè)的蓬勃發(fā)展,生產(chǎn)廢水中重金屬的種類越來越多,濃度越來越高。重金屬具有致癌、致畸、致突變性,以及持久性和生物累積性[32],通過富集作用被人體攝人,會嚴重危害人類身心健康[33。重金屬去除方法很多,其中吸附法是最常用的方法之一。

        表2不同活性炭吸附CR的效率

        Table2AdsorptionefficiencyofdifferentactivatedcarbonsforCR

        圖4RG-19染料在FLA上吸附過程中不同類型的相互作用[29]

        Fig.4Different types of interactions during the adsorption of RG-19 dye on FLA[29]

        Zhao等34以堿木質(zhì)素為原料通過 K2CO3 活化法,分別在800、 900°C 條件下制備了具有高比表面積和大孔容的活性炭 CBLS800 和 CBLS900 ,并用其吸附 Cr(VI) 吸附機理如圖5所示。由圖5可以發(fā)現(xiàn), Cr(VI) 通過靜電吸引吸附在質(zhì)子化活性炭表面,進一步形成活性炭 .Cr(VI) 配合物,并通過活性炭表面鄰近電子基的還原,將 Cr(VI) 部分還原為 Cr(III) 0

        Wang等5采用水熱法將堿木質(zhì)素制備成磁性木質(zhì)素基氫炭(MLHC),用于吸附廢水中的TI,探究了去除廢水中TI的作用機制,分別包括表面沉淀(31.3%) 、絡合反應( 20.6% 、物理吸附( 18.2% )、化學還原( 15.0% )、離子交換( 14.9% ),如圖6所示。MLHC對TI的吸附量達到 278.9mg/g ,具有較好的吸附效果。

        圖5 CBLS800 和 CPL900 可能的Cr(VI)去除機制[34]

        目前,已報道的少數(shù)木質(zhì)素基陰離子吸附劑仍存在初始濃度低、達到平衡所需時間長等缺點。雖然木質(zhì)素本身較容易獲得,但改性方法較復雜,阻礙了木質(zhì)素基吸附劑的工業(yè)化。改性木質(zhì)素對一些新興污染物(如放射性污染物、微塑料等)的吸附效果仍有待研究。

        2.2 電極材料

        由于木質(zhì)素的化學結(jié)構(gòu)中存在芳香環(huán),因此制備的富含木質(zhì)素的活性炭具有更高的碳含量和比表面積。碳基材料中生物質(zhì)活性炭成本低,性能優(yōu)異,不僅可以制成超級電容器電極材料,也可制成碳凝膠應用于超級電容器電極。但用于凝膠合成的羥基苯前體價格昂貴且依賴于油鏈,因此,其他天然前體(如單寧和木質(zhì)素)因具有高可用性、可再生、巨大的工業(yè)潛力和低成本等優(yōu)勢,而受到極大關(guān)注[38]。

        Palanisamy等研究并開發(fā)了以堿木質(zhì)素為原料生產(chǎn)活性炭的工藝,所得活性炭在 1mol/LH2SO4 電解液中,在電流密度為 1A/g 時的比電容僅為 17.4F/g Tong等40分別以堿木質(zhì)素、工業(yè)木質(zhì)素與酸分離法提取的木質(zhì)素為原料,通過KOH活化制備了活性炭,分別記為AC-1、AC-2、AC-3。結(jié)果表明,AC-1的電化學性能較好。此外,即使在5000次充放電循環(huán)后,AC-1也表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性,性能機制如圖7所示。

        圖6吸附機理說明及定量計算[35]

        Fig.6Description of adsorption mechanism and quantitative calculation[35]

        Castro等4利用堿木質(zhì)素為原料,通過 H3PO4 活化制備了活性炭干凝膠,并應用于超級電容器,其結(jié)構(gòu)如圖8所示。結(jié)果表明,在合成過程中堿木質(zhì)素取代了27% 的間苯二酚,引入木質(zhì)素并不影響活性炭干凝膠的儲存容量,因此木質(zhì)素可以在合成過程中部分替代間苯二酚,此外磷元素的增加提高了電極的潤濕性。

        利用堿木質(zhì)素為原料制備電極材料,取得了可觀的研究進展,但實現(xiàn)工業(yè)化的應用還需要更深入的研究,尋找更優(yōu)越的制備方法。隨著鈦酸鋰電池在工業(yè)中的廣泛應用,活性炭應用于超級電容器電極的優(yōu)勢逐漸減弱,因此需要在活性炭基礎上深人探索其他方法,以此來改善其性能。

        3衍生復合材料

        木質(zhì)素可以通過芳香環(huán)修飾、羥基修飾、甲氧基修飾和接枝共聚等途徑設計成多種類型的復合材料,如分散劑、絮凝劑、水凝膠、環(huán)氧樹脂、聚氨酯泡沫等。不僅節(jié)約資源,還可以提高復合材料的性能,具有很大的應用前景。

        3.1 分散劑

        分散劑廣泛用于穩(wěn)定化妝品、涂料、藥品、漿料、水泥、陶瓷等行業(yè)中懸浮的膠體顆粒,使其分布均勻,具有較好的穩(wěn)定性和流動性。目前,許多合成聚合物已被用作分散劑,如萘磺酸鹽、聚羧酸鹽等。然而,分散劑自身的毒性和不可生物降解性限制了其工業(yè)應用[42]。

        Matsushita等43]以堿木質(zhì)素為原料制備愈創(chuàng)木酰硫酸木質(zhì)素(SAL),并對SAL進行酚化,得到P-SAL。然后以石膏為研究對象,采用3種不同的方法合成了高水溶性、高分子質(zhì)量的LS,所得LS對石膏的分散性均比市售LS高 30%~70% 。結(jié)果表明,LS的分散性隨硫含量的增加而增加。

        此外,Zhou等44利用堿法制漿黑液中麥草堿木質(zhì)素(WAL)為原料,通過硫甲基化法制備了磺化麥草堿木質(zhì)素(SWAL),并用辣根過氧化物酶(HRP)修飾SWAL,得到HSWAL,制備流程如圖9所示。經(jīng)HRP改性后,酚類的分子質(zhì)量、磺酸和羧基含量分別提高了 47% 、 55% 和 75% ,在 TiO2 漿料中具有較好的吸附性能和分散性能。

        圖8超級電容器結(jié)構(gòu)示意圖[41]

        Fig.8Schematic diagram of supercapacitor structure[41]

        在未來的研究中,人們應該更加關(guān)注一些新的改性策略,如陽離子生物改性??紤]到生物改性的效率高、反應條件溫和,可以發(fā)現(xiàn)更多可用于木質(zhì)素改性的酶種,并與現(xiàn)有的改性方法相結(jié)合。此外,用其他具有更多功能的離子取代木質(zhì)素基陽離子或陰離子,其性能可能會更好。

        3.2 絮凝劑

        絮凝是水處理領域中最為重要的技術(shù)之一,由于其具有操作簡便、去除效率高、成本較低等優(yōu)勢,得到了廣泛的應用45]。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,絮凝劑的種類也日益增多4。然而,隨著工業(yè)的快速發(fā)展,含有對環(huán)境有害化學物質(zhì)的廢水顯著增加[4。傳統(tǒng)的絮凝劑已無法滿足使用要求,天然生物聚合物絮凝劑倍受關(guān)注。其中,木質(zhì)素基絮凝劑因其成本低、來源豐富、無毒、可生物降解、絮凝性能好等優(yōu)勢而具有巨大的市場潛力[48]

        Lou等4利用微波輔助法將殼聚糖和堿木質(zhì)素混合制備成絮凝劑,其中還引入了不同組分的官能團,結(jié)果表明,殼聚糖-丙烯酰胺-木質(zhì)素三元共聚物對活性橙(C-3R)和MO的最大去除率分別為 99.3% 和67.0% 。

        Guo等5以堿木質(zhì)素為原料制備了絮凝效果增強的環(huán)保型木質(zhì)素基絮凝劑(LBF)。結(jié)果表明,LBF對染料的去除率受 pH 值的影響較小,其作用機理是通過電荷中和與橋接作用耦合,形成了更大、耐藥性更強的絮凝體,如圖10所示。

        改性木質(zhì)素在絮凝劑中發(fā)揮著重要作用,其良好的應用潛力和研究價值使其在眾多絮凝劑中脫穎而出。改性木質(zhì)素既經(jīng)濟又環(huán)保,是一種優(yōu)良的絮凝劑前驅(qū)體。然而,絮凝研究仍存在許多空白和不足,需要探索更高效、更簡單的改性方法,擴大其絮凝適用性是未來的重要研究方向。

        3.3水凝膠

        水凝膠是一類由天然或合成的親水性高分子鏈通過化學或物理交聯(lián)形成的一種三維網(wǎng)絡聚合物[51。在水中能吸收并保持大量水分,發(fā)生溶脹而不溶解,在環(huán)境工程、生物醫(yī)學、生物技術(shù)等領域均得到了廣泛應用2。瓊脂糖基水凝膠由于其低成本、可生物降解性和高度可控的彈性被廣泛研究與應用[53]

        Sathawong等54用硫酸鹽木質(zhì)素和瓊脂糖為原料采用環(huán)氧氯丙烷(ECH)化學交聯(lián)法制備水凝膠,在堿性條件下瓊脂糖與木質(zhì)素發(fā)生交聯(lián)作用,如圖11所示。結(jié)果表明,添加 5% 的瓊脂糖, 3% 的木質(zhì)素,水凝膠的物理性能有所提升。

        Liu等[5用氧化還原自由基誘導聚合法制備黑液基水凝膠(BLH),并將其用于模擬種植實驗。結(jié)果表明,BLH對植物生長有明顯的積極作用,土壤中添加BLH可以顯著提高土壤的吸水性和保水能力,同時BLH可作為緩釋肥料為植物提供營養(yǎng),BLH制備及作用機理如圖12所示。

        木質(zhì)素因其具有較高的可再生性、生物相容性、生物降解性以及大量的活性基團等優(yōu)勢,而被研究應用。但木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)復雜,與基體的相容性較差,使得木質(zhì)素基水凝膠的制備更加復雜,根據(jù)木質(zhì)素的特點,未來研究可側(cè)重于材料制備、木質(zhì)素的特異性改性、修飾木質(zhì)素表面親水基團以及大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等方面。

        圖9HSWAL制備流程圖[44]

        Fig.9Flow chart of HSWAL preparation[44

        圖10LBF吸附、架橋、沉降作用機理圖[50]Fig.10Mechanism diagram ofLBF adsorption,bridging,and deposition[50]

        圖11以ECH為交聯(lián)劑的木質(zhì)素-瓊脂糖水凝膠途徑相互作用示意圖[54]

        Fig.11Schematic diagram of lignin-agarose hydrogel pathway interactions with ECHas a crosslinker[54]

        3.4環(huán)氧樹脂

        環(huán)氧樹脂憑借其優(yōu)異的力學性能、良好的成形加工性能、優(yōu)異抗腐蝕性以及耐老化性,廣泛應用于航空航天、風力發(fā)電、交通工具、建筑等領域[52。雙酚A型環(huán)氧樹脂(DGEBA)來源廣泛、成本低,在環(huán)氧樹脂中應用最為廣泛。但相關(guān)研究表明,DGEBA的主要原材料雙酚A具有一定的生物危害性,會對人體健康產(chǎn)生不利影響,木質(zhì)素和雙酚A在結(jié)構(gòu)上相似,且具有更多的酚羥基,這使得木質(zhì)素可以代替雙酚A合成環(huán)氧樹脂[57]

        Huang等[以E-44環(huán)氧樹脂為基底、堿木質(zhì)素(RL)為原料,采用接枝法制備了復合環(huán)氧樹脂(RLEP),然后以酚胺為固化劑制備了木質(zhì)素基環(huán)氧樹脂膜(RLEPF),制備方法及其化學結(jié)構(gòu)如圖13所示。結(jié)果表明,木質(zhì)素的添加導致RLEPF的斷裂伸長率提高,具有優(yōu)異的韌性,當木質(zhì)素的添加量為25% 時,RLEPF-25的斷裂伸長率是純環(huán)氧樹脂薄膜的12.9倍,機械性能顯著提高。

        圖12BLH制備及作用機理圖[54]

        圖13RLEP和RLEPF的制備方案及化學結(jié)構(gòu)[58]

        Fig.13Preparation scheme and chemical structure of RLEP and RLEPF[58]

        Zhu等以不同pH值的造紙黑液為原料制備了原位木質(zhì)素,將其加入環(huán)氧樹脂中替代雙酚A,并探究了在不同反應條件下對環(huán)氧樹脂黏度的影響。結(jié)果表明,木質(zhì)素含量和反應溫度對環(huán)氧樹脂的黏度有較大影響,木質(zhì)素可提高環(huán)氧樹脂的熱穩(wěn)定性。此外,固化后的木質(zhì)素黏度最高,可達 396MPa?s? 0

        木質(zhì)素雖然具有替代雙酚A的潛力,但替代比例相對較低,且制備工藝復雜,流動性和分散性差。因此,開發(fā)制備簡便、理化性能優(yōu)良的生物基環(huán)氧樹脂將是未來的研究重點。

        3.5 聚氨酯泡沫

        聚氨酯泡沫(PUF)是一種高分子合成塑料,可用于多種用途,如家具、運輸、冷藏、建筑、絕熱等領域。然而,使用傳統(tǒng)的PUF是不可持續(xù)的,因為PUF的前體聚酯多元醇主要由不可再生的汽油化學路線生產(chǎn)。木質(zhì)素可在PUF中替代多種類型的生物多元醇。木質(zhì)素富含活性多酚和羥基,且制備成本較低、結(jié)構(gòu)豐富,被視為理想的生物基多元醇6。更重要的是,用木質(zhì)素制備的PUF不僅具有熱穩(wěn)定性高、可降解和物理性能優(yōu)越等優(yōu)勢,而且木質(zhì)素碎片結(jié)構(gòu)堅硬,顯示出更高的材料強度[2]。

        Wu 等以堿木質(zhì)素納米顆粒溶液(LNP)和聚氨酯乳液(PU)為原料,采用澆鑄、蒸發(fā)等方法制備了復合膜,制備流程如圖14所示。結(jié)果表明,LNP的加入使其具有疏水性、抗紫外線和水熱穩(wěn)定性等多種功能。

        此外,Quan等利用堿木質(zhì)素直接替代 20% 的石油基多元醇制備柔性聚氨酯泡沫(圖15),探究了在不同條件下(反應時間、反應溫度、含水率、pH值和酸種類)對木質(zhì)素的回收率及性能的影響。結(jié)果表明,當黑液(含水量 25% )與甲醇和乙酸在pH值 :=7 和 160°C 下反應 10min 時,回收率最高,達到 75% 。此外,木質(zhì)素基軟質(zhì)PU泡沫的物理和機械性能與回收木質(zhì)素的分子質(zhì)量有關(guān)。

        圖14PU-LNP復合膜的制備示意圖[63]Fig.14Schematic diagram of the preparation of PU-LNP composite membranes[63]

        圖15制備柔性泡沫的流程示意圖[64]

        Fig.15Schematic diagram of the process for preparing flexible foam[64

        Yang等采用一步發(fā)泡法制備了堿木質(zhì)素基硬質(zhì)聚氨酯泡沫(LRPUF),與傳統(tǒng)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫相比,LRPUF的焦炭殘渣質(zhì)量由 14.3% 提高至 31.9% ,LRPUF燃燒后,其表面形成致密的炭渣層,炭渣表面含有大量的倍半碳酸鈉,減緩了LRPUF與空氣之間的傳熱傳質(zhì),阻燃機理如圖16所示。

        木質(zhì)素在PUF領域既帶來了機遇,也帶來了挑戰(zhàn)。上述研究表明木質(zhì)素是羥基的來源,能夠取代聚氨酯在合成中的傳統(tǒng)多元醇。由于木質(zhì)素只能替代約 20% 的多元醇,而且取代的步驟較復雜,因此需要開發(fā)高效經(jīng)濟的技術(shù),才能使其具有實用價值。

        圖16LRPUF阻燃機理圖[65]

        Fig.16Flame retardant mechanism diagram of LRPUFF[65]

        4結(jié)語和展望

        本文介紹了黑液中堿木質(zhì)素的提取方法、性質(zhì)及特征,著重介紹了堿木質(zhì)素資源化利用的研究進展。目前,利用堿木質(zhì)素制備活性炭的研究較多,但都局限在吸附劑的應用中,尤其是對陽離子的吸附,堿木質(zhì)素中富含硫、磷等元素,可根據(jù)該特點展開研究。堿木質(zhì)素用于制備分散劑,其中利用生物改性的方法過于單一,導致木質(zhì)素的利用率降低,在未來研究中可考慮與其他改性方法結(jié)合。而作為超級電容器電極,其性能還未達到理想效果,與現(xiàn)有的一些超級電容器電極存在一定的差距。堿木質(zhì)素作為絮凝劑,目前只對染料廢水進行研究,可適用的范圍較窄,未來可針對制藥、食品、化妝品、金屬加工等行業(yè)廢水進行研究。堿木質(zhì)素摻雜在水凝膠、環(huán)氧樹脂、聚氨酯泡沫等材料中,雖然提高了材料的性能,但其合成、改性方法過于復雜,導致無法將其工業(yè)化。盡管木質(zhì)素在很多領域中的研究已經(jīng)取得了較大的成就,但對于木質(zhì)素在工業(yè)中的應用有待更深人研究。

        (1)當前堿木質(zhì)素基活性炭多用于吸附金屬陽離子或有機染料,且取得了較好的效果,但對于吸附陰離子的研究還尚未涉及。因此,可深入研究其對硫化物、硝酸鹽、磷酸鹽等陰離子吸附效果及機理。

        (2)木質(zhì)素基絮凝劑比傳統(tǒng)的化學絮凝劑更生態(tài)友好,但目前研究對象主要在染料廢水的個別污染物方面,對其他廢水及污染物方面的研究較少,可以嘗試拓寬其應用領域。

        (3)堿木質(zhì)素基生物炭也有作為催化劑的潛力,其具有吸附和催化的雙重作用,今后可用于催化過硫酸鹽/過碳酸鹽等去除水中有機污染物,尤其可針對新興污染物的去除方面進行更深層次的研究。

        (4)堿木質(zhì)素基生物炭也可用作堆肥添加劑,改善堆體理化性狀,改變微生物活性和群落,從而促進有機質(zhì)降解和腐殖化過程,今后可以把提高堆肥的品質(zhì)和安全性以及經(jīng)濟性作為主要研究方向。

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        (責任編輯:呂子露)

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