本课题在“十一五”国家科技支撑计划《矿冶重金属废水生物质吸附材料的研制与研究》(2007BAB18808)的资助下,以我国丰富可再生的天然魔芋葡甘露聚糖(KGM)为原料,围绕环境友好、满足特殊功能及使用要求的魔芋葡甘露聚糖新材料的研发,研究了魔芋葡甘露聚糖疏水及热塑改性,将魔芋葡甘露聚糖制备成具有特殊功能的生物质吸附材料,运用于有机及无机废水的处理。研究结果如下：(1)采用反相悬浮可控脱乙酰基技术制备疏水性脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖。魔芋葡甘露聚糖残留乙酰基含量控制了魔芋葡甘露聚糖分子的吸水性,与其吸水率成正比关系,当残留乙酰基含量从1.85%降至0%时,魔芋葡甘露聚糖的吸水率由100 g H20/g KGM降至5 g H20/gKGM,成线性递减关系。(2)采用高级旋转流变仪研究了魔芋葡甘露聚糖残留乙酰基含量对其流变特性及粘弹性形为的影响。当魔芋葡甘露聚糖残留乙酰基含量低于1.05%,魔芋葡甘露聚糖溶胶易剪切变稀,线性黏弹区变窄,表现出触变性。蠕变回复试验结果表明魔芋葡甘露聚糖溶胶的弹性随残留乙酰基含量降低而增强。(3)将疏水性脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖(DKGM)运用于含单宁(tannin)有机废水的提取及处理。疏水性脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖对单宁有极强的吸附能力,最佳吸附pH值范围在2-6,吸附容量随单宁溶液浓度增加而增大,吸附容量可达1.5 g tannin/g DKGM,最大脱除效率可达90%。脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖对单宁吸附机理为多层氢键吸附。脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖在碱性条件下能循环使用,是种高效的生物质单宁吸附材料。(4)以疏水性脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖为接枝骨架,选用丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯为单体,对脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖进行自由基接枝共聚反应,合成热塑性脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖吸附材料。脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖易与单体发生高效自由基共聚反应,毫米级共聚沉淀物容易与微乳液自聚物分离及纯化。通过调节单体配比可控制共聚物玻璃化温度于14.8℃-123.4℃。共聚物的热塑加工性能与单体接枝率相关,共聚物单体接枝率大于200%时,表现出良好的加工性能,与高密度PE相近。热塑性脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖经单螺杆挤出机挤出造粒成型,可制备具有规整形貌的小圆柱体吸附材料,解决了传统生物质吸附材料无法工业化加工成型技术难题。加工成型后的吸附材料不但具有规整的外形,同时具有优良的力学性能,满足工业操作要求。(5)活化后的热塑性脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖是一种弱酸型吸附材料,能用于重金属废水的处理。活化后的热塑性脱乙酰基魔芋葡甘露聚糖对含Cu2+及Pb2+离子的低浓度重金属废水表现出极强的吸附能力,吸附速率较快,脱除效率大于98%,吸附容量可达1 mmol/g,吸附材料经盐酸洗脱后可循环使用。