木质素在吸附材料领域中的应用研究进展*

任建鹏，李鹏辉，蒋政伟，吴文娟

(南京林业大学 江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心，南京 210037)

0 引 言

吸附分离功能材料在许多领域中都有着十分重要的应用，如有机物的分离纯化、水污染处理、湿法冶金以及医学应用等方面。我国是从20世纪60年代开始研究的吸附材料，分子筛、活性炭、离子交换树脂和吸附树脂等是当前应用较多的吸附材料，但这些材料普遍存在价格昂贵、制备工艺流程相对复杂等问题。木质素作为地球上最丰富的可再生资源之一，大量存在于针叶材、阔叶材以及禾本科植物体中，和纤维素、半纤维素构成植物的基本框架。当前，木质素主要来源于制浆造纸和生物乙醇制造工业，2019年的全球化学浆生产量约有1.4亿吨[1]，蒸煮废液中产生的工业木质素约有6 000万吨，而废液大多采用燃烧处理。全世界只有5%的可用木质素被开发利用，大量的木质素未能得到充分的回收和利用，因此木质素材料的开发既具有潜在的应用的前景，也存在着重大的机遇挑战[2]。

木质素具有三维网状结构和丰富的碳含量，其基本结构由3种苯丙烷单元通过碳碳键和醚键连接而成，如图1所示。木质素结构中含有多种功能基团，比如羟基、羰基、羧基、甲氧基等，可通过配合作用和离子交换作用成为一些无机重金属离子和有机化合物的吸附位点[3]。与此同时，基于木质素的结构和其分子上的功能基团，采用烷基化、羟甲基化、烷氧化和磺甲基化等方法对木质素进行化学改性[4]，改变其空间网络结构，可获得具有高吸附性能的木质素基吸附材料，以取代价格较贵的活性炭或离子交换树脂等[5]。……