| 杜依纯,蒋学,焦欣烨,向钟,肖嘉乐,徐功涛,田秀枝.巯基化改性磺酸纤维素吸附还原废水中Cr(Ⅵ)的研究[J].中国造纸,2026,45(2):167-175 |
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| 巯基化改性磺酸纤维素吸附还原废水中Cr(Ⅵ)的研究 |
| Preparation and Reductive Adsorption of Cr(Ⅵ) in Waste Water by Modified Thiolated Cellulose |
| 收稿日期：2025-11-14 修订日期：2025-12-10 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.02.018 |
| 关键词: 改性纤维素 L-半胱氨酸 还原吸附 Cr(Ⅵ) |
| Key Words:modified cellulose L-cysteine reduction adsorption Cr(Ⅵ) |
| 基金项目:陕西科技大学自然科学前沿研究基金（2020XSGG-07）；陕西省重点研发计划（2022GY-278）；陕西省自然科学基金（2023-JC-YB-104）；广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室开放基金（2023GXZZKF36）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 杜依纯* | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 蒋学* | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 焦欣烨 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 向钟 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 肖嘉乐 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 徐功涛 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 田秀枝* | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 |
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| 摘要:本研究制备了一种巯基/磺酸基双功能化改性纤维素吸附剂（L-TDAC），用于高效去除废水中的Cr(Ⅵ)。通过高碘酸钠氧化及后续的席夫碱反应，将牛磺酸与L-半胱氨酸接枝到纤维素骨架上。材料表征证实了磺酸基与巯基的成功引入。在pH值=3.0，吸附剂投加量50 mg，Cr(Ⅵ)初始浓度=100 mg/L下，L-TDAC对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量为96.33 mg/g。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温模型，表明其为单分子层化学吸附。机理分析揭示了一个“吸附-还原-固定”的协同过程：巯基将吸附的Cr(Ⅵ)原位还原为Cr(Ⅲ)，随后生成的Cr(Ⅲ)被磺酸基等官能团络合固定。该材料具有良好的再生性能，6次循环后去除率仍高于80%，展现出作为绿色吸附剂处理含铬废水的应用潜力。 |
| Abstract:This study successfully prepared a thiol/sulfonic acid dual-functionalized modified cellulose adsorbent (L-TDAC) for the efficient removal of Cr(Ⅵ) from waste water. Taurine and L-cysteine were grafted onto the cellulose backbone via periodate oxidation followed by Schiff base reactions. Material characterization confirmed the successful introduction of sulfonic acid and thiol groups. Under conditions of pH value was 3.0， adsorbent dosage was 50 mg， initial Cr(Ⅵ) concentration was 100 mg/L， L-TDAC exhibited a maximum Cr(Ⅵ) adsorption capacity of 96.33 mg/g. The adsorption process followed pseudo-second-order kinetics and the Langmuir isotherm model， indicating monolayer chemisorption. Mechanistic analysis revealed a synergistic “adsorption-reduction-immobilization”process the thiol groups reduced the adsorbed Cr(Ⅵ) to Cr(Ⅲ) in situ， and the generated Cr(Ⅲ) was subsequently complexed and fixed by functional groups such as sulfonic acid. The material demonstrated good regenerability， maintaining a removal efficiency above 80% after 6 adsorption-desorption cycles， highlighting its potential as a green adsorbent for treating chromium-containing wastewater. |
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