蓝藻水华是一个世界性的水环境问题,它的大规模爆发会严重影响水生态系统。蓝藻大规模爆发期间,机械打捞是一种及时有效的治理措施,在我国已被广泛应用。蓝藻打捞后进行藻水分离,产生大量藻粉,易对环境造成二次污染,因此对蓝藻生物质材料(BGA)进行无害化处理的同时,寻求一种有效的资源化利用方法,将蓝藻变废为宝,具有重要的现实意义和广阔的应用前景。本文在生态调研以及大量试验研究的基础上,主要包括以下几个方面的研究:首先利用蓝藻作为阻燃添加剂中的氮源和炭源等成分,制备成阻燃添加剂,通过将蓝藻生物质材料(BGA)引入EVA基复合材料体系,研究其对凝聚态结构的调控规律及其对材料阻燃力学性能的影响,实现阻燃目的;其次,由于蓝藻藻粉表面含有丰富的含氧官能团,而作为放射性元素的铀,可在水-矿界面的微观构型和化学形态上直接影响到其在环境中的迁移转化、毒性和生物有效性等行为,本文通过静态批次吸附实验,使用XRD、SEM、TGA、XPS和N2吸附脱附曲线对其理化性质进行分析,研究蓝藻粉末作为吸附剂对铀U(Ⅵ)的吸附能力;最后,以藻粉为载体,磷酸作为活化剂和含磷官能团,使用水热法在200℃对藻粉进行改性,制备出磷酸改性藻粉生物质炭,并且进一步对其理化性质和吸附铀U(Ⅵ)的能力进行分析,探索磷酸改性藻粉生物质炭的吸附机理。本文对蓝藻生物质材料(BGA)开发再利用方面的研究主要内容如下:(1)蓝藻生物质材料(BGA)对EVA基复合材料性能的影响。通过研究发现,BGA对EVA基复合材料性能的影响,10%的BGA含量可以提高复合材料的加工性能。通过DSC测试表明,BGA能提高基体的玻璃化转变温度,这说明了 BGA与基体之间存在相互作用。TG结果表明BGA对复合材料具有热稳定作用。扫描电镜(SEM)表明在EVA基复合体系中加入10%的BGA可以提高复合材料的力学性能,但较高的BGA含量会降低无机粒子与聚合物的界面结合力。由于BGA含量较高,复合材料的机械强度、耐油性和绝缘性能均因其内相界面结构的破坏而降低。(2)蓝藻生物质材料(BGA)对水体中U(Ⅵ)的吸附性能研究。本实验以蓝藻生物质材料为吸附剂,考察了水溶液中pH值、接触时间、离子强度、温度等因素对该吸附剂去除U(Ⅵ)的性能的影响。实验结果表明,该吸附过程受溶液pH影响显著,离子强度对改吸附过程的影响较小。根据动力学和等温线线性拟合的相关系数R2,采用准二级动力学方程和Langmuir吸附等温线模型描述该吸附过程,依据Langmuir拟合结果发现,在pH=5.0时,吸附容量最高(80.55mg/g)。进一步研究发现,该吸附过程为吸热自发过程。XPS分析表明:蓝藻生物质对U(Ⅵ)的吸附主要是来源于材料表面-COOH与U(Ⅵ)的络合作用以及C-OH离子的交换作用。(3)水热法制备磷酸改性蓝藻生物质炭。虽然蓝藻作为吸附材料对溶液中U(Ⅵ)具有一定的吸附能力,但其吸附能力与同类生物质材料相比,性能仍处于中间位置。因此,我们采用在磷酸溶液中采用水热法制备了磷酸改性藻基生物质炭(BGA-PH)。同样,通过静态批实验考察了水溶液中各环境因素对BGA-PH去除U(Ⅵ)性能的影响。吸附实验表明,BGA-PH对U(Ⅵ)展现出良好的吸附能力,该吸附过程同样符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温线模型。在pH=5.0和T=298K时,BGA-PH对U(Ⅵ)的最大吸附量为169.20mg/g。XPS分析表明吸附过程中材料表面-COOH和含磷官能团与U(Ⅵ)发生表面络合反应,去除溶液中的U(Ⅵ)。