麦秸秆纳米复合材料的制备及去除水中Cu（II）和P(V)的特性文献综述
摘要: 小麦秸秆主要成分为木质素、纤维素等物质，其表面含有大量的羟基、羰基等活性基团，这些活性基团含有可以与Cu2 空轨道配位的孤对电子对。通过化学改性的方式能增加秸秆的比表面积和吸附位点，因而可显著提高吸附剂对Cu2 P(V)的吸附性能。同时凭借来源广泛、价格低廉、可再生、无污染等优势成为吸附法的最佳原材料。用氢氧化钠处理过的小麦秸秆吸附性能明显变好。碱处理的原理是依据原来原料中的主要成分对碱液表现出来的不同稳定性，在保证原料中原有机械性能的前提下清除掉胶质等物质，然后留下纤维素的处理过程。碱处理的作用可以提高原料分子的活性官能团数量，增强吸附剂的吸附能力。本研究以麦秸秆为载体，将水合金属氧化锆(（HZO）负载到麦秸秆表面，研制对水中污染物具有深度去除能力的纳米复合吸附剂，并系统评价其吸附性能。
1.前言
水污染仍然是目前人们极为关注的环境问题，特别是水中的重金属、N、P等污染物的深度去除，十分必要和迫切，且处理难度较大。在各种处理方法当中，吸附法已显示出一定的优越性和良好的应用前景，开发绿色廉价、易于制备的高性能吸附材料是当前重要的研究方向。
农作物秸秆来源广泛、廉价易得，而秸秆随意堆放或焚烧会导致严重的环境问题，因而秸秆的综合利用意义重大，已引起学者的广泛关注。利用稻麦秸秆等生物质原料研制新型吸附剂是当前的研究热点。
本研究以麦秸秆为载体，将水合金属氧化锆(（HZO）负载到麦秸秆表面，研制对水中污染物具有深度去除能力的纳米复合吸附剂，并系统评价其吸附性能。主要研究内容为：（1）通过实验探索麦秸秆表面改性、提高其亲水性的方法；（2）采用简便、绿色的方法将水合氧化锆（HZO）稳定负载到麦秸秆（WSPT）表面。（3）通过静态平衡吸附、竞争吸附、吸附动力学、吸附等温线等实验系统评价所制材料对水中Cu2 、PO43-的吸附和脱附特性。（4）考察所制材料的结构组成与化学稳定性。
1.1 背景
随着我国工业化进程的加快，采矿、冶炼、金属加工、电镀、电子等产业蓬勃兴起，经济得到发展的同时，这些工厂日常产出的废水量也严重影响生态环境危害人体健康．Cu2 是工业废水中普遍存在的重金属污染源，以单质或各种矿物形式存在．除了采矿，热交换以及电子等其他工业用途都可以把cu2 排入水体中．铜虽为人体必需微量元素之一，对于造血、细胞生长、某些酶的活性及内分泌腺功能均有重要作用．但体内摄入过多的铜会引起贫血、肝脏病理性改变及神经系统损伤，导致肾衰、老年痴呆和帕金森病等．在我国，含铜废水必需经过处理至少达到污水排放三级标准时才能排放．目前，处理含Cu2 废水的传统方法主要有化学沉淀、离子交换、反渗透、氧化还原、活性炭吸附等，这些方法在处理低浓度重金属废水时具有费用高、能耗大、操作繁琐、易造成二次污染，不适于低浓度含铜废水的处理．
生物吸附法就是利用某些生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液两相分离来去除水溶液中金属离子的方法．生物吸附法具有低成本、高效率、无污染、可回收再利用等优势，尤其适用于1～100mg·L－1重金属废水的处理．近年来，利用农业和食品工业废弃物，如橘皮、木屑、稻壳、废弃菌体等作为生物吸附剂，去除废水重金属的研究备受关注。
目前对污水中铜离子的生物处理方法主要有生物吸附法，植物修复法和生物絮凝法等。生物吸附法具有吸附率高，成本低廉，操作工艺简单，无二次污染等优点，具有广泛的应用前景。生物吸附剂包括农林废弃物、微生物和壳聚糖等。
1.2 生物吸附剂的吸附原理
生物吸附剂的吸附铜机理生物吸附是一种快速的物理或者化学过程，也可以定义为许多被动累积的总称，其中包括离子交换、表面络合、氧化还原和无机微沉淀等。大量研究表明，很多铜吸附过程不是仅仅由一个机理就可以解释的，它们是多个机理相辅相成，共同完成的。
1.2.1离子交换机理
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