伴随着农业的快速发展,大量的农业废弃物被随意丢弃,造成严重的环境污染,高效地开发利用农业废弃物,能够实现农业资源的可持续利用,也能够减少随意丢弃处理引起的环境污染问题。油茶壳是一种主要的农业废弃物,油茶果在被加工生产成茶油的过程中,大量的油茶壳被焚烧或随意丢弃。油茶壳成分中含有丰富的纤维素、木质素、半纤维素等,存在多种活性官能团,对金属离子、部分药物有着良好的吸附性,可开发利用为油茶壳吸附剂,应用于废水治理、药物负载中,可扩大油茶壳材料的市场应用,且避免其随意丢弃带来的环境污染。本文以废弃油茶壳为原料,首先通过预处理去除多余物质如脂类等,再通过化学改性、酶改性的方法制备了油茶壳不溶性纤维吸附材料,利用该材料进行了吸附Zn²⁺、槲皮素药物分子的实验,并探讨了p H、温度、吸附剂用量、初始溶液浓度等因素对吸附过程的影响,结果显示该吸附剂对Zn²⁺、槲皮素药物分子都有着良好的吸附性能。本文的研究内容如下:1. 对油茶壳材料进行成分分析和结构表征的实验,实验结果表明含有近70%的不溶性纤维,不溶性纤维主要包括纤维素和木质素,两者都含有丰富的活性基团如羟基等,可以和重金属离子结合实现吸附,可以用于处理废水。还能与部分药物分子间形成氢键,可以用于药物负载和缓释中,可以加以提取利用,发挥价值。2. 油茶壳进行预处理和改性实验制备油茶壳不溶性纤维材料:采用去离子水清洗杂质、石油醚脱脂、乙醇抽提等操作对油茶壳进行预处理,去除油茶壳的水溶性、醇溶性、脂类物质;通过采用两种不同的改性方法制备改性油茶壳IDF1、IDF2,酸碱改性:使用20%的Na OH、10%的H₂SO₄溶液分别与预处理后的油茶壳材料混合,进行水浴加热,反应结束后清洗成中性,将滤渣冷冻干燥得IDF1。酶处理:将纤维素酶和木聚糖酶按照比例与预处理后油茶壳材料混合,加入去离子水,设置p H=5,温度为60℃,反应8 h,然后升高温度到100℃,反应2 h,使酶失活,反应结束后,清洗至中性,冷冻干燥得IDF2。利用红外光谱、SEM、BET等表征手法进行材料分析,结果表明改性处理使得原本紧密结合的组织出现孔洞,有孔洞处数目增多,比表面积增大,样品的颜色淡化,IDF2比表面积达到18.5133 m²/g。IDF2存在着丰富的-OH活性基团,为其吸附重金属离子和药物分子提供了可能。3. 使用酶改性IDF2对Zn²⁺、槲皮素进行吸附实验,并探究了p H、温度、吸附剂用量、初始溶液浓度等因素对吸附过程的影响,并通过拟合探究吸附机理。结果表明:在对Zn²⁺的吸附实验中,在p H=6,反应温度为25℃,吸附剂质量为0.1 g,Zn²⁺初始浓度为20 mg/L的条件下,最大吸附量6.49 mg/g。通过拟一级动力学方程、拟二级动力学方程、扩散模型的拟合系数对吸附过程进行拟合,得出酶处理后的油茶壳材料IDF2对Zn²⁺的吸附过程符合准二级动力学方程模型。在对槲皮素药物分子的吸附实验,在p H=7,反应温度为25℃,吸附剂质量为0.2g、槲皮素初始浓度为4 mg/m L的条件下,最大吸附量为447.62 mg/g。通过拟一级动力学方程、拟二级动力学方程、扩散模型的拟合系数进行比较,表明IDF2对槲皮素的吸附过程符合准二级动力学方程模型,过程受化学吸附的控制。