纳米纤维素(CNCs)具有高的比表面积,高反应活性,表面丰富的羟基结构及高亲水性等特点,可作为一种有潜力的新型吸附剂基体材料,用于水体中污染物的高效去除。本课题以三种不同的方法改性纳米纤维素,制备了四种具有不同结构、形貌及功能特点的纳米纤维素基吸附剂,并系统的研究了功能化纳米纤维素对水体中染料和离子液体的去除能力及吸附机制。具体工作如下:(1)羧基化纳米纤维素去除水体中的阳离子染料。实验中以纤维素为原料,用硫酸水解的方法制备了一维棒状的CNCs,用马来酸酐对CNCs进行改性,在CNCs表面引入较大极性的羧基官能团,得到吸附剂CNM。随后,分别考察了纤维素,CNCs及CNM对阳离子染料亚甲基蓝,结晶紫,孔雀石绿及碱性品红的去除效果。结果表明,吸附剂CNM对四种阳离子染料的去除效果相比较纤维素与CNCs均有大幅提高。此外,我们进一步详细探究了吸附剂CNM对结晶紫的吸附性能,包括实验条件如吸附时间、溶液pH、吸附温度及溶液初始浓度对吸附的影响及吸附机制。吸附剂CNM对结晶紫吸附为自发的吸热过程,符合准二级动力学和Langmuir吸附等温线模型,对结晶紫的最大吸附量可以达到244 mg g-1。吸附/解吸循环实验结果表明,吸附剂CNM可被有效的再生和循环利用。(2)针对水体中新兴污染物-离子液体,我们以农业固体废弃物-玉米芯为原料,制备CNCs,用甲基丙烯酸缩水甘油酯改性后,分别接枝具有多羧基结构的二乙烯三乙胺五乙酸和带有丰富含氧官能团且有苯环结构的磺基水杨酸,合成两种功能化纳米纤维素吸附剂CNGD和CNGS。随后详细的考察了两种功能化纳米纤维素对离子液体[Bmim]Cl的吸附性能。CNGD和CNGS对离子液体[Bmim]Cl均表现出了良好的吸附效果,相同条件下吸附量是活性炭的将近两倍,最大吸附量分别为0.474 mmol g-1和0.499 mmol g-1。两种吸附剂对[Bmim]Cl的吸附均符合准二级动力学和Langmuir吸附等温线模型。吸附剂CNGD对[Bmim]Cl去除的主要作用力为静电引力;CNGS除了静电引力外,吸附剂上的苯环与[Bmim]Cl阳离子的咪唑环之间的π-π作用力也起到了关键的作用。以乙醇作为洗脱剂,功能化纳米纤维素可以有效地再生。(3)氧化石墨烯/纳米纤维素复合纳米材料对水体中离子液体的吸附研究。我们制备了一维的棒状CNCs和二维的片层的氧化石墨烯(GO)的复合纳米材料(GCs),对GCs进行了表征并考察了对水体中离子液体[Bmim]Cl的吸附性能。吸附剂GCs表面有丰富的含氧官能团且具有明显的三维多孔形貌特点。实验对比了不同GO质量分数的GCs(10%-50%)对[Bmim]Cl去除效果,结果表明,在GO质量分数为30%时去除能力最大,远高于CNCs或GO对[Bmim]Cl的吸附量。随后,详细考察了实验条件对GCs(GO含量为30%)吸附离子液体[Bmim]Cl的影响,并对多种吸附动力学,吸附等温线模型进行拟合,探究了 GCs对离子液体[Bmim]Cl吸附机理。结果表明,吸附过程符合准二级动力学和Langmuir吸附等温线模型,最大吸附量可以达到0.455 mmol g-1,吸附剂GCs表面丰富的官能团及多孔结构可能是吸附过程中的关键因素。