改性纤维素对重金属离子吸附性能的综述
纤维素基材料的改性与性能优化
纤维素基材料的改性与性能优化纤维素是地球上最丰富的天然有机聚合物之一，广泛存在于植物细胞壁中。
由于其具有可再生、可生物降解、生物相容性好等优点，纤维素基材料在众多领域展现出了巨大的应用潜力。
然而，纤维素本身的一些特性限制了其直接应用，因此对纤维素基材料进行改性以优化其性能成为了研究的热点。
纤维素的结构特点决定了其化学性质相对稳定，在常见溶剂中的溶解性较差，这给其加工和应用带来了一定的困难。
同时，纤维素的机械性能、热稳定性等也有待提高，以满足不同领域的特殊需求。
对纤维素基材料的改性方法多种多样，化学改性是其中较为常见的一种。
通过酯化、醚化等反应，可以在纤维素分子链上引入不同的官能团，从而改变其物理和化学性质。
例如，纤维素的酯化反应可以使其具有更好的疏水性，拓宽其在防水领域的应用；醚化反应则可以增加纤维素在有机溶剂中的溶解性，便于进一步的加工处理。
物理改性也是优化纤维素基材料性能的有效手段。
比如，通过对纤维素进行微细化处理，制备成纳米纤维素，可以显著提高材料的比表面积和机械强度。
纳米纤维素具有高长径比和优异的力学性能，可用于增强复合材料的强度和韧性。
此外，将纤维素与其他材料进行共混也是一种物理改性方法。
通过选择合适的共混组分和比例，可以综合各组分的优点，获得性能更优的复合材料。
在纤维素基材料的改性过程中，接枝共聚也是一种重要的方法。
通过将具有特定功能的聚合物链段接枝到纤维素分子上，可以赋予纤维素新的性能。
例如，接枝具有抗静电性能的聚合物可以使纤维素基材料在电子领域得到应用；接枝具有抗菌性能的聚合物则可以使其在医疗卫生领域发挥作用。
除了单一的改性方法，多种改性方法的组合往往能够取得更好的效果。
例如，先对纤维素进行化学改性以改善其溶解性，然后再进行物理共混，制备出的复合材料性能可能会优于单独使用一种改性方法得到的材料。
改性后的纤维素基材料在性能上得到了显著优化。
在机械性能方面，经过增强处理后的纤维素基复合材料的强度和韧性大幅提高，能够满足结构材料的要求。
改性纤维素对电镀废水中Cu2+,Zn2+,Ni2+的捕集
点。高分子基体（ 母体高分子） 具有亲水性的螯合形
成 基 ， 与水 中的重 金 属离子 选择 性地 反应 。 以达 到 它
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一
降低 电镀废 水 中重 金 属 对 水体 的污 染 ， 因此 ， 高 分 对 子 重金 属螯 合剂 的研 究有 很大 的 意义 。 Ｊ 淀 粉和 纤维 素是 一种 来 源 既 便 宜 又广 泛 的天 然
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接 排放 ， 不仅 造成受 纳水 体 的污 染 ， 响水 资源 环境 。 影 而且 造成 水资 源 和金 属 的 巨大 浪 费 。现 有处 理方 法 如化学 法 、 生物法 、 理方 法 等 方 法 均 能 有效 的处 理 物 重金 属废 水 】但 同时也存 在着 不 足之 处 ［。 ， ３ ］ 近 年来 ， 们 对 重 金 属 废 水 处 理 的 研究 十 分 重 人
唐 志华 （ 陕西理工学院化学与环境科学学院， 陕西 汉中 ７３ １ ２ ｏ） ｏ
摘 要 ： 备 并 研 究 了改 性 纤 维 素 对 Ｃ ２ 制 ｕ 、 、 ｉ ３种 重 金 属 离子 的捕 集 效 果 。研 究 了反 应 时 间 、 剂 用量 、Ｈ值 、 应 温 度 对 Ｎ 药 ｐ 反
改性壳聚糖对重金属离子的吸附研究和应用进展_姚瑞华
改性壳聚糖对重金属离子的吸附研究和应用进展＊姚瑞华，孟范平，张龙军，马冬冬，亢小丹（中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室，青岛２６６１００）摘要壳聚糖是一种来源广泛、无毒、易降解的天然高分子材料，其分子中的羟基和氨基等功能团能形成活泼的界面，可以与重金属离子进行螯合，发生吸附作用；通过对壳聚糖进行适当的改性，可以提高壳聚糖的物理稳定性，选择吸附性。
综述了采用交联、交联模板、羧甲基化、Ｓｃｈｉｆｆ碱化、含氮、硫、磷等杂原子等方法对壳聚糖进行改性及其对重金属离子吸附的研究和应用进展。
关键词壳聚糖重金属离子吸附ＳｔｕｄｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌＩｏｎｓｂｙＭｏｄｉｆｉｅｄＣｈｉｔｏｓａｎＹＡＯＲｕｉｈｕａ，ＭＥＮＧＦａｎｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｏｎｇｊｕｎ，ＭＡＤｏｎｇｄｏｎｇ，ＫＡＮＧＸｉａｏｄａｎ（ＫｅｙＬａｂｏｆＭａｒｉｎｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｃｏｌｏｇｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６１００）ＡｂｓｔｒａｃｔＣｈｉｔｏｓａｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔａｂｕｎｄａｎｔｎａｔｕｒａｌｐｏｌｙｍｅｒｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｎｏｎｔｏｘｉｃ，ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ，ａｎｄｃａｎｂｅｃｈｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｂｙｔｈｅａｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｗｈｉｃｈｉｓｍａｄｅｂｙｃｈｉｔｏｓａｎ＇ｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓｓｕｃｈａｓｈｙｄｒｏｘｙｌ，ａｍｉｎｅｇｒｏｕｐｓ．Ｃｈｉｔｏｓａｎ＇ｓｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｈａｖｅｇｏｏｄｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｅｌｅｃｔｉｖｅａｄｓｏｒｂａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｓｔｕｄｉｅｓｏｆｉｔｓｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｅｍｅａｎｓｏｆｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ，ｔｅｍｐｌａｔｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ，ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ，ｓｃｈｉｆｆｂａｓｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ，ｃｈｉｔｏｓａｎｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ，ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ｓｕｌｐｈｕｒａｎｄｏｔｈｅｒｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｍａｉｎｌｙｏｎｔｈｅｉｒａｄ－ｓｏｒｐｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｉｅｓｆｏｒｍｅｔａｌｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｃｈｉｔｏｓａｎ，ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ＊山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目（Ｎｏ．ＢＳ０３１２４）姚瑞华：男，１９８０年生，博士生，主要研究方向为水污染和控制技术Ｔｅｌ：０５３２－６６７８１８２３Ｅ－ｍａｉｌ：ｏｕｃｙｒｈ＠１６３．ｃｏｍ孟范平：通讯联系人，男，１９６５年生，教授壳聚糖（Ｃｈｉｔｏｓａｎ）是甲壳素（Ｃｈｉｔｉｎ）在碱性条件下水解并脱去部分乙酰基后生成的衍生物，又名壳多糖、氨基多糖、甲壳糖等，化学名称为β－（１→４）－２－氨基－２－脱氧－Ｄ－葡萄糖（图１）。
丝瓜络的化学改性及其对铜离子吸附性能研究
丝瓜络的化学改性及其对铜离子吸附性能研究
随着生物质资源的增加利用和环境污染的加剧，发展一种低成本、高效率的吸附材料成为一项紧迫的任务。
丝瓜络是一种常见的生物质材料，由于其结构特殊，表面具有较好的亲水性，因此具有潜在用途作为吸附材料。
本文以丝瓜络为原料，通过化学改性得到了羧甲基化丝瓜络（CMG），并对其在铜离子吸附方面的性能进行研究。
CMG的制备实验如下：将干燥后的丝瓜络粉末和甲基丙烯酸（MMA）在乙二醇溶剂中共混，加入过氧化苯甲酰（BPO）引发羧甲基化反应，反应结束后用乙醇和水洗涤、干燥得到羧甲基化丝瓜络。
对CMG和未改性的丝瓜络（CGL）进行了比较，结果表明，CMG的亲水性和表面电荷密度均比CGL显著增强。
通过对CMG吸附铜离子的实验发现，随着吸附时间的延长，吸附量逐渐增加，饱和吸附量为382.67 mg/g。
此外，吸附性能还受pH值、温度和初始浓度的影响。
在pH值为5.0时，吸附量最大，达到418.58 mg/g。
随着温度升高，吸附量也相应增加，提示吸附是一个吸热反应。
在同一温度下，随着初始浓度的增加，吸附量先增加后趋于平稳。
综上所述，羧甲基化丝瓜络具有良好的吸附性能，可以用于水处理和生态环境修复等领域。
未来还需要进一步研究其吸附机制，优化其性能，并探寻其他生物质材料的改性和应用。
污水处理中二醛纤维素对Cu(II)、Cr(VI)、Zn(II)的吸附性能研究
污水处理中二醛纤维素对Cu（II）、Cr（VI）、Zn（II）的吸附性能研究摘要：采用高碘酸钠溶液对棉纤维进行选择性氧化制得二醛纤维素，运用二醛纤维素对不同重金属离子溶液做吸附性能测试。
研究结果表明，二醛纤维素对cu（ii）、cr（vi）、zn（ii）等重金属离子有良好的吸附作用。
关键词：纤维素氧化重金属离子吸附性能中图分类号：q5.1 t3101 文献标识码：a 文章编号：1674-098x （2013）03（a）-0-04随着经济和社会的快速发展，工业化带来的环境污染越来越严重，许多重金属离子污染物被排入江流河海和渗入土壤深层。
重金属离子难以被自然降解，可长期潜伏在土壤和水中，并随食物链进入植物体、动物体甚至人体，在人体内不断蓄积从而危害人体健康，当前越来越多的重金属中毒事件充分说明了这一点。
因此，工业废水废渣中重金属离子的去除和回收再利用显得尤为重要[1-2]。
常用去除污水中重金属离子的方法主要有氧化还原、化学沉淀、离子交换、吸附、膜分离等。
活性炭和各种离子交换树脂作为常用的吸附剂和离子交换剂，其价格昂贵且不易再生。
纤维素基吸附材料用作吸附、分离、提取过度重金属离子和贵重金属离子，从经济和环境保护角度都具有十分重要的意义。
一是纤维素是自然界中最为丰富的可再生生物质资源，具有环境友好等优点；另一方面，纤维素来源广泛且价格低廉，棉花、木材、竹子、麻以及各种植物的秸秆、壳皮等都是纤维素的重要来源[3-6]。
但自然界中获得的各种纤维素材料，如棉、麻纤维以及各种秸秆中提取的纤维素因具有较高的结晶度，纤维素大分子排列紧密，葡萄糖上众多羟基间形成了大量的分子间和分子内氢键，从而影响了纤维素材料对重金属离子的吸附性能。
目前使用较多的是纤维素基衍生物材料，其中氧化纤维素因在制备过程中破坏了纤维素内的氢键等次价键，使大分子结构更加松散，同时在纤维素大分子链上引入活性醛基或活性羧基，从而具有更加突出的吸附性能。
重金属离子吸附剂
重金属离子吸附剂摘要：空气、土壤、水中的有毒重金属的威胁正逐渐成为全球性问题，因此有效地除去有毒重金属技术成为一项富有挑战性的工作。
高分子重金属离子吸附剂已经成为一种比拟常用的重金属废水处理药剂，常温下在较宽的PHX围内能与废水中Hg 、Cd 、Cu 、Pb 、Mn 、Ni 、Zn 、Cr3+等多种重金属离子迅速反响，生成不溶于水的絮状沉淀物,并能生成较大的矾花，沉淀快、易过滤，稳定性高，灵敏性高，从而达到吸附去除重金属离子的目的，被称为“最优金属吸附剂〞。
在电镀、电子、线路板等行业得到了广泛的应用。
关键词：重金属离子；吸附剂；黄原酸酯；重金属离子废水；焦化苯中图分类号：〔〕文献标识码：A 文章编号：Abstract: Air, soil, water of toxic heavymetal threat is gradually being global problems, therefore, effectively remove the toxic metal technology bee a challenging job. Polymer heavy metal ion adsorbent has bee a more monly used heavy metal waste water treatment agent, under normal temperature in a relatively wide PH range internal energy and waste water of Hg, Cd, Cu, Pb, Mn, Ni, Zn, Cr3 + and so on the many kinds of heavy metal ion rapid reaction, generate insoluble in water flocculent precipitate, and can generate large alum flowers, precipitation fast, easy to filter, high stability, sensitivity high, so as to achieve the purpose ofremoving heavy metal ions adsorption, known as "the best metal adsorbent". In electroplating, electronic, PCB industries has been widely used.Keywords: heavy metal ion, Adsorbent; Xanthogenate; Heavy metal ion wastewater; Coking benzene一. 重金属离子吸附剂又叫重金属离子捕捉剂、重金属离子捕集剂、重金属离子去除剂、重金属离子螯合剂等。
丝瓜络的化学改性及其对铜离子吸附性能研究
丝瓜络的化学改性及其对铜离子吸附性能研究丝瓜络是一种常见且广泛应用的生物质材料，具有丰富的多孔结构和良好的生物可降解性，因此在环境污染治理领域具有重要的应用前景。
为了拓展其应用领域，提高其吸附性能，研究人员对丝瓜络进行了化学改性，并对其在铜离子吸附中的性能进行了研究。
一、丝瓜络的化学改性方法1. 酸处理酸处理是一种常用的方法，可以通过酸性溶液处理丝瓜络从而改变其表面性质。
酸处理可使丝瓜络表面发生溶胀和脱水作用，增加其孔隙结构，提高吸附性能。
3. 离子交换离子交换是将丝瓜络浸泡在离子交换树脂中，利用离子交换的原理将纯化的丝瓜络吸附在树脂表面，从而改变其孔隙结构和亲水性质。
4. 化学改性剂引入化学改性剂引入是通过引入具有特定功能的化学物质来改变丝瓜络的表面性质和孔隙结构。
常用的改性剂有胺类、酸类、硫酸盐等。
研究人员通过实验探究了不同化学改性方法对丝瓜络吸附铜离子性能的影响。
实验结果表明，化学改性可以显著提高丝瓜络对铜离子的吸附能力。
酸处理可以增加丝瓜络表面孔隙结构，提高其比表面积，使其与铜离子之间的接触面积增大，从而增加吸附量。
碱处理可以改变丝瓜络的电荷性质，增加与铜离子之间的吸附作用力，提升其吸附能力。
离子交换和化学改性剂引入可以使丝瓜络表面引入特定功能基团，增加与铜离子的亲合力，增强吸附效果。
实验表明，经过化学改性的丝瓜络具有更高的吸附容量和更快的吸附速度，且可以在较宽的pH范围内有效吸附铜离子。
经过化学改性的丝瓜络在循环吸附反复使用后，仍能保持较好的吸附性能。
丝瓜络的化学改性可以显著提高其对铜离子的吸附性能，增加其在环境污染治理领域的应用前景。
未来的研究可以进一步探究不同化学改性方法对丝瓜络吸附性能的影响，并优化改性方案，提高其吸附效率和循环使用性能。
纤维素改性
2.3 化学改性
纤维素化学改性主要依靠与纤维素羟基有关的反应来完 成的，包括氧化、酯化、醚化、接枝共聚反应等，反应过 程也称为纤维素衍生化。 2.3.1 氧化改性 纤维素的氧化改性是指对纤维素进行部分氧化作用， 引入醛基、酮基、羧基或烯醇基等新的官能团，生成不同 性质的氧化物材料。分为选择性氧化和非选择性氧化。非 选择性氧化的位置和生成的官能团不能确定，比选择性氧 化复杂得多，因此，研究者多采用选择性氧化方法。选择 性氧化体系在氧化某个特定位置羟基的同时抑制其它位置 羟基的氧化，而产生选择性氧化效果。
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2.1.2 物理预处理方法 各种机械加工处理由于机械应力的作用，可大 大改变纤维素纤维的物理和化学性质，提高纤维素 对各种化学反应和酶水解的可及度和反应性，其作 用的大小与采用的机械处理的方式即机械力大小和 能量大小有关。 常规的物理活化方法包括干法或湿法磨、蒸汽 爆炸、氨爆炸、溶剂交换或者浸润等。在物理预处 理过程中，纤维素的形态结构会发生变化，使可及 的表面和小孔增加。
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利用甲基丙烯酸甲脂与交联玉米淀粉的接枝或 接枝共聚物研究其对 Cu2+、Fe2+、Zn2+等金属离子 的吸附效果，结果良好。 利用预处理后的棉纤维接枝环氧氯丙烷合成纤 维素醚，最后用纤维素醚接枝乙二胺合成乙二胺 螯合棉纤维用于对 Cu( II) 及 Cd( II) 的静态 吸附，结果表明乙二胺螯合棉纤维对金属离子有 较好的吸附效果。
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利用强碱性离子交换纤维来净化 H2S-CO2混 合气体取得了较好效果。
利用弱酸性阳离子交换纤维来净化 HCl 和 NH3等酸碱气体，吸附效率达到 121%，完全穿透 时纤维的平均交换容量为 9.11mmol/g.
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2019年第3期广东化工第46卷总第389期 ·99 ·改性纤维素对重金属离子吸附性能的综述张金瑶1，李箫宁1，肖惠宁1，潘远凤2*(1．华北电力大学环境科学与工程系，河北保定071003：2．广西大学化学与化工学院，广西南宁53004) [摘要]随着我国社会经济的快速发展，重金属的污染问题己变得日益严重。
特别是对水质的污染，己引起了全世界环境工作者的普遍关注。
因此，寻找一种对重金属去除效率高，操作简便，经济且无二次污染的方法对重金属污染废水的处理和饮水净化都具有重要意义。
本文介绍了国内外处理污水的技术，和介绍了改性纤维素的方法。
[关键词]重金属污染；纤维素；吸附[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2019)03-0099-02Review on Adsorption Properties of Modified Cellulose for Heavy Metal IonsZhang Jinyao1, Li Xiaoning1, Xiao Huining1, Pan Yuanfeng2*(1. Department of Environmental Science and Engineering，North China Electric Power University, Baoding 071003；2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China)Abstract: With the rapid development of China's social economy, the problem of heavy metal pollution has become increasingly serious. In particular, the pollution of water quality has caused widespread concern among environmental workers around the world. Therefore, it is of great significance to find a method for high heavy metal removal efficiency, easy operation, economical and no secondary pollution for the treatment of heavy metal contaminated wastewater and water purification. This paper introduces the technology of treating sewage at home and abroad, and introduces the method of modifying cellulose.Keywords: heavy metal pollution；cellulose；adsorption1 重金属废水的危害及其处理技术重金属废水污染是目前最为严重的环境污染之一。
因为其毒性及其难生物降解性，被重金属废水污染的水体往往给人类及水生动植物带来严重的后果。
本文将着重介绍汞和砷的危害及处理技术。
自然界中汞主要以单质汞、无机汞化合物和有机汞化合物的形式存在。
汞主要有三种价态：Hg(0)，Hg(I)和Hg(II)[1]。
不同形态和价态的汞具有不同的理化性质和环境化学行为。
人们对汞环境污染问题的认识开始于20世纪50年代的日本水误病事件。
20世纪80年代，在北美、北欧一些远离汞污染源的水体，鱼体内汞含量超标，甚至北极附近格陵兰岛的冰层中汞含量也在上升，由此，汞被视为全球污染物而受到广泛的关注[2]。
砷是一种毒性很强的致癌物质，化合价形态有四种：As(-Ⅲ)、As(0)、As(Ⅲ)、As(Ⅴ)，可与多种物质反应生成无机或有机含砷化合物[3]。
有机含砷化合物(除砷化氢及其衍生物外)毒性一般都较弱，而无机含砷化合物通常为剧毒。
砷在水体中最常见的价态是氧化态(As(Ⅴ))和还原态(As(Ⅲ))，As(Ⅴ)比As(Ⅲ)毒性小，是天然水域的主要物种之一。
所有溶解到水中的含砷化合物都有毒且具有致畸、致癌，致突变的性质，严重威胁到了人类的生命健康[4]。
目前对于重金属污染废水的处理方法包括物理法及化学法[5]，具体方法有化学沉淀法、离子交换法、反渗透法(膜法)、氧化还原法、吸附法等。
化学沉淀法[6]：由于工业废水中重金属离子的氢氧化物难溶于水，可以向工业废水中投加化学试剂(如氢氧化钠、氨水等)，发生化学反应生成难溶于水的沉淀，从而固液分离将重金属离子除去。
离子交换法[7]：当合成的离子交换树脂材料遇到水时，能将本身具有的离子与水中带同类电荷的离子进行交换反应。
Na+交换树脂可以将工业废水中重金属离子交换吸收。
反渗透法(膜法)[8]：反渗透法借助外界提供的压力作用，使水分子通过反渗透膜，重金属离子留在膜的另一侧，从而实现对重金属废水的处理过程。
氧化还原法[9]：氧化还原法和化学沉淀法很类似，都是投加药剂发生化学反应，氧化还原法常用的药剂有硫酸亚铁、锌粉等。
氧化还原法是通过化学反应将有毒性的重金属离子氧化或还原为还原态元素使其毒性减小，从而处理工业废水。
运用此方法三价砷离子可以被氧化成五价砷离子。
吸附法[10]：利用多孔性的固体吸附剂将水样中的组分吸附于表面，再用适宜溶剂将组分解吸，达到分离的目的。
吸附法可用于工业废水中微量重金属离子的去除，按吸附本质可分为物理吸附和化学吸附。
物理吸附是溶质与吸附剂表面原子或分子之间由于分子间范德华力进行的吸附作用，吸附选择性不强。
化学吸附指溶质与吸附剂表面原子或分子之间发生电子的转移、交换，形成化学键的吸附，吸附具有选择性。
在重金属离子的被吸附过程中，物理吸附和化学吸附作用同时存在，难以明确区分，一般来讲，化学吸附占主导作用[11]。
2 纤维素的结构及改性方法2.1 纤维素结构纤维素是细胞壁的主要成分，给植物体提供结构支撑，其也大量存在于藻类及真菌中，是一种广泛存在的绿色可再生的天然产物。
纤维素由β吡喃葡萄糖基通过β-(1,4)糖营键连接而形成的高分子均聚物[12]。
20~300条纤维素链团聚在一起形成微纤维，很多这样的微纤维聚集在一起，形成纤维素纤维由纤维素的分子链结构式图1可知，纤维素表面含有大量的羟基，且对其表征可发现其有大的比表面积，这些特性使得纤维素具有很高的反应活性，从而可以成为制备性能优良的吸附剂的基体材料。
由于天然纤维素的高分子结构中存在大量的羟基，故其分子链内与分子链间存在大量氢键[13]，当其作为吸附剂时，溶液可及度降低，导致其吸附容量小，吸附过程缓慢，反应活性降低[14]。
因此，为了提高纤维素对重金属离子的吸附性能，必须对天然纤维素的结构进行改性。
图1 纤维素的分子链结构式2.2 纤维素预处理方法纤维素每个结构单元中存在的三个羟基使得天然纤维素带有很强的氢键作用，使得其在传统溶剂中溶解性很小。
一般对纤维素的预处理的目的是降低其结晶区的结晶度，增大其在溶剂中的溶解性，从而使接下来的化学改性容易进行，纤维素预处理方法主要有以下三类，物理预处理法、化学预处理法和生物预处理法[15]。
2.3 纤维素的改性方法纤维素的改性分为物理改性和化学改性，化学改性主要依靠羟基的反应完成。
这些羟基可以发生氧化反应、酯化反应、醚化反应、接支共聚反应，因此可得到改性纤维素[16]。
纤维素的改性方法主要有：氧化法、酯化法、原子转移自由基聚合接枝法等纤[收稿日期] 2018-12-12[基金项目] 国家自然科学基金资助项目( 21466005)[作者简介] 张金瑶(1994-)，男，河北人，硕士研究生，主要研究方向为水处理与土壤修复。
*为通讯作者。
维素由于引入了特定的官能团而增加了对金属离子的吸附能力[17]。
纤维素的氧化是将其羟基氧化为醛基、酮基、羧基或者使其高分子量断裂，从而断裂处形成新的官能团[18]。
纤维素的氧化改性是将其羟基氧化为醛基、酮基、羧基或者使其高分子链断裂，从而断裂处形成新的官能团，通过新型基团的作用，可以赋予纤维素功能化用途[19]。
纤维素的氧化分非选择性氧化和选择性氧化两类，非选择性氧化产物不易控制，氧化程度一般较高，选择性氧化可以通过氧化剂的选择不同，调控生成氧化产物，一般氧化程度可控，纤维素的结构单元上6号位为伯轻基，2号位和3号位为仲羟基，选择不同的氧化剂分别针对伯羟基、仲羟基进行氧化，可以得到单官能团、双官能团物质。
TEMPO氧化法：2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物自由基(TEMPO)具有弱氧化性，体系中有NaClO，NaBr存在的情况下，当伯羟基和仲羟基同时存在时，可以对伯羟基进行氧化，而与仲羟基不发生反应。
该氧化反应对伯羟基具有良好的选择性，反应过程简单，反应条件缓和[21]，近年来用含TEMPO的共氧化体系作为新型选择性氧化体系对纤维素进行选择性氧化改性已成为纤维素改性的研究热点。
根据Isogai等人的理论，TEMPO/NaClO/NaBr体系是一个循环再生的氧化体系，体系中只需加入少量TEMPO，反应就能很好地完成[20]。
因此，TEMPO/NaClO/NaBr氧化体系具有可回收利用，低成本，而且用量少，产物纯化容易等优点。
高碘酸钠氧化法:高碘酸钠具有很强的氧化性，其反应活性较高，往往可以将纤维素上的C2与C3间的糖苷键特异性断裂，并在断裂处形成两个醛基，大大提高了纤维素的反应活性。
在弱酸性条件下，纤维素可及区会发生水解，使大分子断裂成小分子，部分降解完全产生葡萄糖。
酯化接枝法是指纤维素在酸的催化下纤维素分子中的羟基与酸、酸酐、酰卤等发生反应生成纤维素酯的过程[21]。
其中纤维素酯又可分为有机酸酯和无机酸酯，通过酯化反应可以将功能性基团如羧基，氨基等引入纤维素分子中，从化学上增加纤维的吸附性能，使其具有去除水中污染物如染料，重金属等的能力。
此反应步骤简单，对实验操作要求较低，目前已经有工业应用，其代表为羧甲基纤维素和纤维素醋酐酯[22]。
马来酸酐酯化接枝法:用低熔点的马来酸酐，在其熔融状态下对微晶纤维素进行接支改性，改善纤维素的性能。
马来酸微晶纤维素液相溶剂中固体与液体的接触面由于羰基和羧基的存在，会与金属形成络合物结构，提高纤维素对金属的吸附能力。
原子转移自由基聚合法也叫ATRP接枝法[23]，1995年由王锦山等人首次报导，Carlmark等人首次将此方法应用于纤维素的接枝改性中，目前此法已经成为纤维素接枝改性的研究热点，并在许多天然纤维素中应用成功，例如木质纤维、棉纤维等。