张保平等：季铵型木质素的合成及其对ACl:的吸附性能 ·1521· 2.1.2扫描电镜分析 由于木质素与小分子的苯酚链接后，支链之间的间隙 木质素、交联木质素酚和季铵型木质素在扫描电减小，分子结构变得更加致密，图()中显示交联木质 镜下的图片分别如图2中(a)~(c)所示.图2显示， 素酚经季铵盐改性后分子支链增多，结构明显较化学 图(a)中木质素表面粗糙，结构疏松且有一定空隙，图 改性前的木质素更疏松，表面空隙更多，比表面积 (b)中交联木质素酚表面较光滑，结构更加致密，这是 更大 (a) (b) 图2木质素(a)、交联木质素酚(b)和季铵型木质素（ε）的扫描电镜图 Fig.2 SEM micrographs of lignin(a),crosslinked lignophenol(b).and CHMAC-CLP (e) 2.1.3差热-热重分析 349.9℃ 对季铵型木质素的差热-热重分析结果如图3所 100 示.由图3中的差热曲线可以看出，在室温至800℃的 TG 6 升温过程中，季铵型木质素的失重主要发生在室温至 80 496.3℃ 4 100℃和200~500℃两个区间内.在室温到100℃之 间，差热曲线下降较慢，失重约10%，主要是水分的挥 60 DSC 2 发：在100~200℃之间，质量基本保持不变：当温度超 过200℃以后，质量下降明显，差热曲线呈直线下滑， 这主要是在空气气氛下，季铵型木质素与空气中的氧 发生了氧化反应，生成了大量的水和二氧化碳：但在 20 10020030040050060070080090ō2 温度℃ 500~600℃后失重明显减小，特别是在600℃后，失重 不再变化，剩余产物为灰份.差热曲线显示，在70℃ 图3季铵型木质素差热-热重分析曲线 左右因水的蒸发出现一个小的吸热峰：在345℃处出 Fig.3 TG-DSC eurves of CHMAC-CLP 现一个较强的放热峰，这是由于季铵型木质素发生了 的盐酸为溶剂，分别配成含AuCl浓度为0.2、0.5、 初步的分解，部分小分子开始脱离：在478℃处有一个 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0和6.0mmol-L-的溶液，量取15 极强的放热峰，主要是由于季铵型木质素的分解过程 mL配好的含金溶液于50mL的塑料离心管中，加入10 剧烈，分子骨架断裂造成的：在543℃处出现一个较弱 mg季铵型木质素，振荡100h,考察AuCl;初始浓度对 的放热峰，这主要是部分残余固体发生了热分解反应. 吸附容量的影响，实验结果如图4所示. 由差热-热重分析曲线可知，季铵型木质素具有良好 图4表明，当AuCl初始浓度低于2.0 mmol.L1 的热稳定性，在200℃才开始发生分解 时，因季铵型木质素含有大量的可交换离子C~能充 2.2季铵型木质素对AuCl,的吸附性能 分与溶液中的AuCl;通过离子交换将AuCl,吸附到 2.2.1AuCl初始浓度对吸附容量的影响 季铵型木质素中，因此，随着ACl:初始浓度的增大， 以氯金酸(HAuCl,4H,0)为原料，以0.5molL 季铵型木质素的吸附容量增大.但是，当AuCl:初始张保平等: 季铵型木质素的合成及其对 AuCl - 4 的吸附性能 2郾 1郾 2 扫描电镜分析 木质素、交联木质素酚和季铵型木质素在扫描电 镜下的图片分别如图 2 中( a) ~ ( c)所示. 图 2 显示, 图(a)中木质素表面粗糙,结构疏松且有一定空隙,图 (b)中交联木质素酚表面较光滑,结构更加致密,这是 由于木质素与小分子的苯酚链接后,支链之间的间隙 减小,分子结构变得更加致密,图( c)中显示交联木质 素酚经季铵盐改性后分子支链增多,结构明显较化学 改性前的木质素更疏松,表面空隙更多,比表面积 更大. 图 2 木质素(a)、交联木质素酚(b)和季铵型木质素(c)的扫描电镜图 Fig. 2 SEM micrographs of lignin(a), crosslinked lignophenol(b), and CHMAC鄄鄄CLP (c) 2郾 1郾 3 差热鄄鄄热重分析 对季铵型木质素的差热鄄鄄热重分析结果如图 3 所 示. 由图 3 中的差热曲线可以看出,在室温至 800 益的 升温过程中,季铵型木质素的失重主要发生在室温至 100 益和 200 ~ 500 益 两个区间内. 在室温到 100 益 之 间,差热曲线下降较慢,失重约 10% ,主要是水分的挥 发;在 100 ~ 200 益 之间,质量基本保持不变;当温度超 过 200 益以后,质量下降明显,差热曲线呈直线下滑, 这主要是在空气气氛下,季铵型木质素与空气中的氧 发生了氧化反应,生成了大量的水和二氧化碳;但在 500 ~ 600 益后失重明显减小,特别是在 600 益 后,失重 不再变化,剩余产物为灰份. 差热曲线显示,在 70 益 左右因水的蒸发出现一个小的吸热峰;在 345 益 处出 现一个较强的放热峰,这是由于季铵型木质素发生了 初步的分解,部分小分子开始脱离;在 478 益 处有一个 极强的放热峰,主要是由于季铵型木质素的分解过程 剧烈,分子骨架断裂造成的;在 543 益 处出现一个较弱 的放热峰,这主要是部分残余固体发生了热分解反应. 由差热鄄鄄热重分析曲线可知,季铵型木质素具有良好 的热稳定性,在 200 益才开始发生分解. 2郾 2 季铵型木质素对 AuCl - 4 的吸附性能 2郾 2郾 1 AuCl - 4 初始浓度对吸附容量的影响 以氯金酸(HAuCl 4·4H2O)为原料,以 0郾 5 mol·L - 1 图 3 季铵型木质素差热鄄鄄热重分析曲线 Fig. 3 TG鄄鄄DSC curves of CHMAC鄄鄄CLP 的盐酸为溶剂,分别配成含 AuCl - 4 浓度为 0郾 2、0郾 5、 1郾 0、2郾 0、3郾 0、4郾 0、5郾 0 和6郾 0 mmol·L - 1的溶液,量取15 mL 配好的含金溶液于 50 mL 的塑料离心管中,加入 10 mg 季铵型木质素,振荡 100 h,考察 AuCl - 4 初始浓度对 吸附容量的影响,实验结果如图 4 所示. 图 4 表明,当 AuCl - 4 初始浓度低于 2郾 0 mmol·L - 1 时,因季铵型木质素含有大量的可交换离子 Cl - 能充 分与溶液中的 AuCl - 4 通过离子交换将 AuCl - 4 吸附到 季铵型木质素中,因此,随着 AuCl - 4 初始浓度的增大, 季铵型木质素的吸附容量增大. 但是,当 AuCl - 4 初始 ·1521·