摘要：纤维素属于一种天然高分子，同时也属于一种天然的可再生资源，由葡萄组成的大分子多糖，不会溶于水，也不会溶于一般的有机溶剂。因为纤维素属于一类纤维状多毛细管的立体规整性高分子聚合物，存在多孔与比表面积大的特点，吸附效果较好，在废水处理中能够得到有效应用，但是在应用之前需注重对纤维素进行改性处理。本课题在分析纤维素改性的基础上，进一步对废水处理中改性纤维素的具体应用进行分析，希望以此为掌握纤维素改性方法以及提高废水处理效果提供一些具有价值的参考建议。
关键词：纤维素；改性；废水处理；具体应用
纤维素具备一定的吸附效果，但是如果以直接的方式将天然纤维素当作吸附剂，则吸附容量较小，并且在选择性上偏低，主要是由于纤维素的高分子结构当中有大量的羟基存在，使其基于分子链之间和分子链内部形成大量的氢键，所产生的羟基覆盖的结构使纤维素的反应活性降低[1]。考虑到使纤维素的吸附效果得到有效提升，便有必要针对纤维素进行改性处理。并且，从废水处理工作来看，改性后的纤维素应用到废水处理当中具备很好的效果。鉴于此，本课题针对“纤维素的改性剂在废水处理中的应用”进行探讨具备一定的价值意义。
一、纤维素的改性分析
纤维素改性的方法有两种：其一为物理改性，其二为化学改性，但是，考虑到纤维素改性的效果，通常会采取化学改性方法。纤维素化学改性的方法较多，下面对其中的氧化反应改性、醚化反应改性以及阴离子交换纤维素改性进行分析，具体改性方法及内容如下：
（一）氧化反应改进方法
对于纤维素氧化来说，其方法为把新的官能团醛基、酮基以及羧基等，向纤维素大分子当中引入，使性质存在差异的水溶性氧化物或者不溶性氧化物得到有效生成，因此也称作氧化纤维素。纤维素在氧化过程中，会产生链断裂情况，使得单体环被打开与裂解，此过程纤维素链长的反应不会受到影响，例如：C6-上伯羟基通过氧化生成羧基或者醛基；C2-与C3-当中的仲羧基通过氧化生成酮基；氧化开环生成二醛或者羧基等等[2]。以氧化条件的不同，纤维素通过氧化产生的产物通常具备还原特性或者酸性，当酸性突出的情况下，能够对碱性燃料产生很好的吸附作用。
（二）醚化反应改性方法
纤维素醚化反应，指的是基于纤维素当中的羟基和烷基化试剂通过反应，使纤维素醚类有效生成的一个过程。在纤维素大分子当中，每一个葡萄糖环当中具备羟基3个，也就是C6上的伯羟基、C2仲羟基、C3仲羟基，处于羟基当中的氢由烃基代替之后，便能够使纤维素醚类衍生物生成。对于醚化反应，由所应用的醚化剂的不同，可分为多类纤维素，比如：甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素以及羧甲基纤维素等等。其中，应用效果较好的是甲基纤维素与乙基纤维素。通过醚化反应之后改性的纤维素的溶解性会产生很大程度的改变，可以在水、稀酸以及稀碱以及有机溶剂中溶解。总体而言，纤维素醚类的类型较多，性能很好，在造纸、环保以及纺织等行业具备显著应用价值。
（三）阴离子交换纤维素改性方法
阴离子交换纤维素改性也是一种有效的方法，其方法为：将稻壳、荞麦以及麦秆等作为原料，添加NaOH，由环氧氯丙烷将环氧丙基纤维素制造出来，然后和三甲胺盐酸盐发生反应，进一步制成的再生纤维素强阴离子交换能够对印染废水产生很好的吸附作用，并且在再生效果方面也具备明显的优势。当然，也可以将聚丙烯经腈纤维当作原料，所制作而成的含胺基和脒基的多胺型阴离子交换纤维素，可以用作Cr（VI）的回收与含Cr（VI）废水的处理，属于一类效果优良的吸附材料[3]。此外，对醋酸纤维素通过电纺丝处理之后，使混合纳米纤维有效制作，经过相应的实验显示：在燃料废水处理过程中，可应用混合纳米纤维，从而使燃料的脱色能力增强。
二、废水处理中改性纤维素的具体应用分析
在上述分析过程中，对纤维素的改性方法有了一定的了解，在合理应用纤维素改性方法的基础上，能够使纤维素的吸附能力得到有效增强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而改性后的纤维素应用到废水处理过程中也能够展现很好的处理效果，下面从改性后纤维素在重金属离子废水处理、有机废水处理以及农业制造废水中的应用进行分析，具体应用内容如下：
（一）在重金属离子废水处理中的应用
对小麦秸秆通过醚化反应生成的小麦秸秆羧甲基纤维素和丙烯酸接枝共聚，制作而成的羧甲基纤维素基高分子吸附剂能够应用到Pb2＋废水处理当中，Pb2＋去除率可以达到99.8%以上。而对于木材纤维素与琥珀酸酐，基于常温条件及无催化剂的条件下，采取研磨机通过无溶剂机械化学反应之后，纤维素能够产生酯化，吸附容量可以达到422mg/g；如果Pb2＋的首次质量分数是500mg/g，那么去除率将达到84.4%，和没有通过改性的纤维素比较，改性之后的吸附能力得到很大程度的提升[4]。总之，在重金属废水处理当中，改性纤维素的应用效果非常好。
（二）在有机废水处理中的应用
对于制备好的Fe3O4纳米颗粒，采取等离子体有机聚合法与化学植入法，针对其表面进行修饰，能够将两类磁种材料制作出来，即：小麦秸秆纤维自组装材料、聚醋酸乙烯酯覆膜材料；对于纳米磁种颗粒来说，在改性之后，在对处于水当中的阴阳离子以及有机物的吸附率上能够达到＞90%。此外，相关研究显示：纤维素改性之后，能够使处于水当中的有机物得到有效清除，并通过循环试验处于之后具备很好的再生效果。
（三）在农业制造废水处理中的应用
在对不同的改性纤维素进行制备的条件下，对除草剂草不绿进行英语，相关吸附实验研究显示：纤维素表面的化学改性，使废水当中的有机化合物的吸附效果得到有效增强，没有改性的纤维素的吸附能力为20μmol/g到50μmol/g，改性之后吸附能力则为400μmol/g到100μmol/g。有学者将制作获取的羧甲基纤维素凝胶应用到包载除草剂当中，使药效得到有效延长，进一步使农药污染得到有效控制[5]。此外，基于改性后的羧甲基纤维素凝胶制剂当中添加改性膨润土，能够达到更为显著的吸附效果。
（四）在其他废水处理领域中的应用
改性纤维素在废水处理过程中的应用广泛，除了上述提到的在重金属离子废水处理、有机废水处理以及农业制造废水处理中的应用以外，在染料废水处理、造纸废水处理中也具备很广泛的应用价值。例如：在造纸废水处理过程中，利用纤维素改性阳离子絮凝剂，能够使造纸废水色度去除率大大提升，同时使造纸废水浊度去除率大大提升，有学者表示色度去除率与浊度去除率均达到80%以上。此外，将羧甲基纤维素作为原料，通过接枝共聚反应，进一步生成的天然有机高分子絮凝剂，能够应用造纸废水处理过程中，色度去除率能够达到80%以上，而浊度去除率则可以达到95%以上。
三、结语
通过本课题的探究，认识到通过氧化反应、醚化反应以及阴离子交换纤维素改性，能够使纤维素的吸附效果得到有效增强。而将改性后的纤维素应用到废水处理过程中也能够起到很好的效果，例如在重金属离子废水处理、有机废水处理以及农业制造废水处理过程中应用，便能够使废水的处理效果提升，进而达到排污、废水再利用的标准，最终使水资源的节约及环境的保护得到有效实现。
参考文献
[1]佟晓磊,寇伟.探析改性天然高分子絮凝剂的制备及其在废水处理中的应用[J].化工管理,2015,35:232.
[2]王志科,徐敏,王刚,郝海艳.聚丙烯酰胺的改性及在废水处理中的应用研究[J].环境科学与管理,2016,04:61-63.
[3]李振华,王宗舞,方瑞娜.改性羧甲基纤维素絮凝剂在水处理中的应用研究[J].河南科技,2015,04:114-116.
[4]潘媛媛,李巧玲,李凯旋,张华,张淑敏,郑建兴.磁性壳聚糖的改性研究及其在废水处理中的应用进展[J].化工技术与开发,2013,09:43-48.
[5]张继义,郭晶晶,郭勇,邵士俊.改性高分子多糖去除重金属离子研究进展[J].兰州交通大学学报,2014,04:172-178.
论文作者:张琼钰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
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