一種纖維素基吸附劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及纖維素基吸附劑的制備方法，具體指以環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，將以間苯二酚和水楊酸為原料制備的酚醛樹脂與纖維素交聯(lián)制備纖維素基吸附劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)排出的廢水中含有大量重金屬及有污染物，雖然其含量很低，但已成為威脅人類發(fā)展的重大環(huán)境問題之一。吸附技術(shù)在水污染控制和水凈化領(lǐng)域里發(fā)揮著其他技術(shù)無可取代的重要作用。吸附材料是指具有某種特定分子或離子，從而具有選擇性親和作用的高分子材料，這類材料具有較大的孔徑和表面積，可以從氣相或液相中吸附某些物質(zhì)，其具有較大的吸附容量、較高的機(jī)械強(qiáng)度、容易再生等特點(diǎn)。但傳統(tǒng)的合成吸附材料由于很難生物降解，使用廢棄后往往對(duì)環(huán)境造成污染。天然高分子化合物如纖維素、淀粉、殼聚糖等具有多種功能基團(tuán)，可以通過化學(xué)、物理方法改性制備出各種功能材料。同時(shí)，天然高分子化合物來源經(jīng)濟(jì)，具有良好的生物相容性和生物降解性能以及極小的毒性的特點(diǎn)。因此，天然高分子化合物已成為制備吸附樹脂的重要原料。
[0003]纖維素是自然界中分布最廣、儲(chǔ)量最豐富的天然高分子，是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的基礎(chǔ)物質(zhì)。每年植物通過光合作用產(chǎn)生數(shù)千億噸的纖維素，纖維素是一種取之不盡、用之不竭的可再生資源。纖維素是D-葡萄糖以β_1，4糖苷鍵連接而成的大分子多糖，由于含有大量的羥基，纖維素本身就可以作為吸附材料使用，但單一的纖維素分子吸附能力很弱，而酚羥基、羧基是一個(gè)很好的氫鍵給體，易與含有氫鍵受體基團(tuán)的有機(jī)物形成氫鍵。
[0004]因此，我們利用間苯二酚與水楊酸通過甲醛交聯(lián)縮聚后，再與纖維素交聯(lián)制備含有氫鍵給體的纖維素基吸附劑，將較強(qiáng)氫鍵給體酚羥基、羧基引入到纖維素的骨架上能改善吸附吸的吸附性能，提高吸附容量，而且制備方法簡單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為推動(dòng)科技進(jìn)步，使纖維素基吸附劑的制備方法有更多選擇，本發(fā)明人經(jīng)過大量試驗(yàn)，發(fā)明出一種纖維素基吸附樹脂的制備方法，運(yùn)用該方法操作簡單，得到的吸附樹脂吸附性能好，可用于工業(yè)廢水的處理。
[0006]本發(fā)明包括以下幾個(gè)步驟:
(1)酚醛樹脂的合成，將一定量的間苯二酚和水楊酸溶解在5%的氫氧化鈉溶液中配制固含量為20%的溶液，間苯二酚和水楊酸的摩爾比為1:0.4-0.8，再在上述溶液中分3批加入多聚甲醛，多聚甲醛的量為間苯二酚和水楊酸總摩爾比為1.0: 1.2-0.8，置于40°C的水浴中，磁力攪拌下反應(yīng)3-4h。
(2)纖維素基吸附劑的合成，將基于間苯二酚和水楊酸總質(zhì)量40%-200%的纖維素溶于5%的氫氧化鈉溶液中配制濃度1%_5%的纖維素溶液，然后，將(I)合成的酚醛樹脂與纖維素溶液混合，再加入基于苯二酚、水楊酸和纖維素總質(zhì)量5%-10%的環(huán)氧氯丙烷，劇烈攪拌5-10分鐘，在40°C的靜置4小時(shí)后得羧甲基纖維固化單寧的吸附樹脂。
[0007]將得到的纖維素基吸附劑用去離子水浸泡、洗滌并干燥后即可使用，本發(fā)明得到的纖維素基吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)有較強(qiáng)的吸附能力，最大吸附量達(dá)255.0-480.0mg/go
[0008]本發(fā)明是以環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，將纖維素與間苯二酚和水楊酸為原料制備的酚醛樹脂交聯(lián)制備纖維素基吸附劑，將具有強(qiáng)的氫鍵供體酚羥和羧基基引入纖維素分子結(jié)構(gòu)上，改善其吸附性能。本發(fā)明提供了一種纖維素基吸附劑的制備方法，具有操作簡單、成本低，得到的吸附劑吸附能力強(qiáng)、可再生，對(duì)亞甲基藍(lán)有較強(qiáng)的吸附能力，可用于工業(yè)廢水處理。
【附圖說明】
[0009]圖1是酚醛樹脂的合成原理圖。
[0010]圖2是纖維素基吸附劑的合成原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]現(xiàn)結(jié)合圖1、圖2，對(duì)纖維素基吸附劑的制備方法進(jìn)一步具體說明。
[0012]實(shí)施例1:
(1)酚醛樹脂的合成，將一定量的間苯二酚和水楊酸溶解在5%的氫氧化鈉溶液中配制固含量為20%的溶液，間苯二酚和水楊酸的摩爾比為1: 0.48，再在上述溶液中分3批加入多聚甲醛，多聚甲醛的量為間苯二酚和水楊酸總摩爾比為1:1.1，置于40°C的水浴中，磁力攪拌下反應(yīng)3.1h。
(2)纖維素基吸附劑的合成，將基于間苯二酚和水楊酸總質(zhì)量185%的纖維素溶于5%的氫氧化鈉溶液中配制濃度1.5%的纖維素溶液，然后，將(I)合成的酚醛樹脂與纖維素溶液混合，再加入基于苯二酚、水楊酸和纖維素總質(zhì)量9.1%的環(huán)氧氯丙烷，劇烈攪拌6分鐘，在40°C的靜置4小時(shí)后得羧甲基纖維固化單寧的吸附樹脂。
[0013]將得到的纖維素基吸附劑用去離子水浸泡、洗滌并干燥后即可使用，本發(fā)明得到的纖維素基吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)有較強(qiáng)的吸附能力，最大吸附量達(dá)269.0mg/go
[0014]實(shí)施例2:
(1)酚醛樹脂的合成，將一定量的間苯二酚和水楊酸溶解在5%的氫氧化鈉溶液中配制固含量為20%的溶液，間苯二酚和水楊酸的摩爾比為1: 0.74，再在上述溶液中分3批加入多聚甲醛，多聚甲醛的量為間苯二酚和水楊酸總摩爾比為1.0:0.88，置于40°C的水浴中，磁力攪拌下反應(yīng)3.8h。
(2)纖維素基吸附劑的合成，將基于間苯二酚和水楊酸總質(zhì)量44%的纖維素溶于5%的氫氧化鈉溶液中配制濃度4.7%的纖維素溶液，然后，將(I)合成的酚醛樹脂與纖維素溶液混合，再加入基于苯二酚、水楊酸和纖維素總質(zhì)量5.6%的環(huán)氧氯丙烷，劇烈攪拌9分鐘，在40°C的靜置4小時(shí)后得羧甲基纖維固化單寧的吸附樹脂。
[0015]將得到的纖維素基吸附劑用去離子水浸泡、洗滌并干燥后即可使用，本發(fā)明得到的纖維素基吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)有較強(qiáng)的吸附能力，最大吸附量達(dá)471.0mg/go
[0016]上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種纖維素基吸附劑的制備方法，其特征在于包含以下幾個(gè)步驟: (1)酚醛樹脂的合成，將一定量的間苯二酚和水楊酸溶解在5%的氫氧化鈉溶液中配制固含量為20%的溶液，間苯二酚和水楊酸的摩爾比為1:0.4-0.8，再在上述溶液中分3批加入多聚甲醛，多聚甲醛的量為間苯二酚和水楊酸總摩爾比為1.0: 1.2-0.8，置于40°C的水浴中，磁力攪拌下反應(yīng)3-4h; (2)纖維素基吸附劑的合成，將基于間苯二酚和水楊酸總質(zhì)量40%-200%的纖維素溶于5%的氫氧化鈉溶液中配制濃度1%_5%的纖維素溶液，然后，將(I)合成的酚醛樹脂與纖維素溶液混合，再加入基于苯二酚、水楊酸和纖維素總質(zhì)量5%-10%的環(huán)氧氯丙烷，在劇烈攪拌5-10分鐘，在40°C的靜置4小時(shí)后得羧甲基纖維固化單寧的吸附樹脂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法得到的纖維素基吸附劑，其特征在于:纖維素基吸附劑對(duì)亞甲基的最大吸附量為255.0-480.0mg/go
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種纖維素基吸附劑的制備方法，該方法包括（1）酚醛樹脂的合成，以間苯二酚和水楊酸為原料，多聚甲醛為交聯(lián)劑，通過酚醛縮合反應(yīng)得到；（2）纖維素基吸附劑的合成，以環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，將纖維素與間苯二酚和水楊酸為原料制備的酚醛樹脂交聯(lián)制備纖維素基吸附，將具有強(qiáng)的氫鍵供體酚羥和羧基引入纖維素分子結(jié)構(gòu)上，改善其吸附性能。本發(fā)明提供了一種纖維素基吸附劑的制備方法，具有操作簡單、成本低，得到的吸附劑吸附能力強(qiáng)、可再生，對(duì)亞甲基藍(lán)有較強(qiáng)的吸附能力，可用于工業(yè)廢水處理。
【IPC分類】B01J20/26, B01J20/30
【公開號(hào)】CN105080514
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510647640
【發(fā)明人】彭志遠(yuǎn), 鄒婷, 周鵬, 彭琪, 胡杰, 張帆
【申請(qǐng)人】吉首大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日