纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖,占据植物界碳含量的五成以上。虽然纤维素分布广,但受技术限制,当前应用领域有限,主要被应用作为造纸材料使用,造成资源的严重浪费。经过工业提纯的纤维素可作为吸附材料使用,被广泛应用在水处理领域,附加价值高,行业发展前景较好。纤维素吸附材料可分为天然材料和复合改性材料,天然纤维素吸附能力较低,不符合生产需求,因此市场中的纤维素吸附材料通常是纤维素改性的复合材料。
当前纤维素改性主要有化学、生物、物理三种方法,其中以化学改性为主。接枝改性和直接化学改性是纤维素化学改性最常用的方法。纤维素的物理改性主要有研磨、真气爆破、打浆等方法;生物改性则是通过酶的氧化、水解等步骤。
经过不同材料的复合改性,以及不同的改性工艺,使得纤维素基吸附材料产品种类繁多。按照改性过程中引入官能团种类以及吸附方式,可将纤维素基吸附材料分为阳离子吸附材料、阴离子吸附材料、两性离子吸附材料和离子螯合剂等几种。
纤维素基吸附材料降解后会生成水和二氧化碳等无害物质,是一种环境友好型的材料,而且具有来源丰富、可再生等优点。通过对纤维素的羟基进行化学改性,可以制备不同种类的纤维素基吸附剂。针对不同应用需求,可以选择不同类型的吸附剂。目前纤维素基吸附剂被广泛应用于生物医学、生物化工、水处理等领域。其中,在水处理领域中,纤维素基吸附剂发展出多种形态,包括纤维素水凝胶、纤维素复合膜、纤维素微球、纤维素气凝胶等,已经被广泛应用于染料、重金属离子和富营养化水体等多种废水的处理中。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2026年中国纤维素基复合吸附材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,纤维素基吸附材料主要用于工业废水处理。随着工业的快速发展,我国工业废水排放量持续攀升,在2018年达到380亿吨左右,随后受环保政策的监管趋严,国内工业废水排放量有所下降,在2019年约为250亿吨。在环保政策的推动下,我国工业废水处理市场规模不断增长,在2019年增长到1000亿元以上。随着工业废水处理需求增长,纤维素基吸附材料行业得到快速发展。
新思界
产业分析人士表示,纤维素作为自然界含量高的材料,目前应用范围有限,为了避免资源浪费,提升产品应用附加价值,纤维素基吸附材料成为研究热点。近几年纤维素基吸附材料行业得到快速发展,在水处理领域应用需求较高,行业发展前景较好。