改性木质素类吸附剂

[结构式]木质素是一类无定型、具有巨大网状空间结构的有机高分子，目前对于木质素还没有统一的结构和定义，迄今为止的研究表明，它基本上是由以下三种类型的苯丙烷单体结构经各种不同的联结方式和无规则耦合而产生的一类高聚物。

[物化性质]原本木质素是一种白色或接近无色的物质，一般见到的木质素，在分离制备过程中造成，随着分离制备方法的不同，呈现出深浅不同的颜色。如我们通常所说的造纸 工业的红液、黑液等。木质素的密度大约为1.35～1.50g/L。制备方法不同，相对密度也略有不同。木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团，可以进行氧化、还原、水解、醇解、光解、酰化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应。

[制备方法]木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团，可以进行多种类型的化学改性。其中以酚羟基和醇羟基最为重要，酚羟基大部分以醚键的形式与其他结构单元相连，小部分以游离酚羟基形式存在。酚羟基的数量是木质素重要的结构参数，直接影响到木质素的物理化学性质，反映了木质素的醚化和缩合程度，同时能衡量木质素的溶解性能和反应性能。而木质素中的醇羟基具有较高的化学反应活性，常作为木质素化学结构改性的突破点。

木质素的化学改性可以大致分为芳香核选择性改性和侧链改性两大类。在芳香核上优先发生的是卤化和硝化反应，此外还有羧甲基化、酚化、接枝共聚等。侧链官能团的反应主要是烷基化和去烷基化、氧烷基化、甲硅烷基化、氨化、酰化、酯化(羧酸化、磺酸化、磷酸化、异腈酸酯化)等。此外，木质素通常还能进行氢解、氧化和还原及聚合等反应，这些反应是修饰木质素结构并加强官能化的基础，是制备木质素基化学品和高分子材料的基本途径。显然木质素能够直接反应合成酚醛树脂、聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺等高聚物，可广泛用作工程塑料、胶黏剂、树脂、泡沫、薄膜等化工材料。大多数木质素改性都与羟基的反应相关，但是酚羟基容易形成分子内氢键，且反应活性较低。通常利用羟甲基化反应转化为醇羟基并形成星型结构的分子，以提高反应的活性和效率。改性木质素类吸附剂常用接枝共聚、交联反应等方法制备。木质素接枝共聚合成的单体包括丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯酰胺和苯乙烯等，交联反应常用交联剂有环氧氯丙烷、甲醛等。

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文章来源：《水处理化学品手册》

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