一種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種吸附劑的制備方法，尤其涉及一種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煙蒂，又稱煙頭、煙屁，指過濾嘴香煙吸完后不能吸食的部分，因為煙葉中有尼古 丁和煙油，煙蒂的功能是過濾尼古丁煙油的。全球煙頭的回收再利用目前還僅僅處于研究 階段，沒有相關(guān)成熟的技術(shù)，而煙蒂對環(huán)境卻有很大的污染。意大利國家能源局曾發(fā)表研究 報告說，全球一年丟棄的煙頭約84. 5萬噸，其中含有約7800噸危險化學(xué)物質(zhì)，約324噸尼 古丁，1800噸苯、甲苯、丙酮和甲醛等揮發(fā)性物質(zhì)。其中尼古丁對環(huán)境危害最大，它具有強殺 蟲效果，進入自然水體會對水生動物有嚴(yán)重?fù)p害，同時可能改變土壤結(jié)構(gòu)。煙堿的提取工藝 有很多，如經(jīng)典提取法、干蒸餾提取法、離子交換提取法、這些方法各有優(yōu)缺點。本文主要采 取水浸溶劑萃取法。此外，廢煙頭含有致癌的焦油、多環(huán)芳烴等多種有害物。大部分煙頭的 制作材料為醋酸纖維素不能降解，其中含有危害魚類繁殖的化合物。在日常生活中，我們注 意到很多人吸煙后將煙頭隨意扔掉，為此通過對煙蒂進行"資源化利用"，減少其對土壤、水 資源的污染，對實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法， 該方法先對廢煙頭濾嘴進行提取，再利用反相懸浮分散法制備多孔醋酸纖維素微球吸附 劑。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法，由如下步驟制備得到：通過索氏提 取法提取出廢煙頭濾嘴中的醋酸纖維素，將處理好的醋酸纖維素在丙酮溶液中與碳酸鈣進 行反應(yīng)得到醋酸纖維素吸附微球雛形，再利用超聲波清洗器分散成型得到醋酸纖維素吸附 微球吸附劑。
[0006] 本發(fā)明多孔醋酸纖維素微球吸附劑制備方法具體包括如下步驟：
[0007] 步驟1，將廢煙頭濾嘴中的纖維棒取出，用濾紙包裹，裝入索氏器的浸取柱中，在蒸 餾燒瓶中加入95 %的工業(yè)乙醇，接入冷凝器，加熱回流進行浸漬萃取，觀察溢流管內(nèi)乙醇 的顏色，當(dāng)乙醇顏色由深黃變成無色停止反應(yīng)；取出含乙醇的二醋酸纖維素棒，加入一定量 的過氧化氫漂白，常溫下放置數(shù)小時；再對二醋酸纖維素棒抽濾，吸除二醋酸纖維素棒中的 乙醇并干燥；再將二醋酸纖維素棒與丙酮反應(yīng)數(shù)小時，進行抽濾并烘干處理，得到醋酸纖維 素；
[0008] 步驟2,將步驟1得到的醋酸纖維素完全溶解于丙酮中，并將混合物料置于磁力攪 拌器上，在一定的速度下邊攪拌邊往混合物料中依次加入蒸餾水和碳酸鈣進行反應(yīng)，攪拌 一定時間后，停止攪拌，再往混合物料中加入所需量的液體石蠟和吐溫80,攪拌至物料充分 混合；
[0009] 步驟3,將步驟2的物料置于超聲波清洗器中分散、成型后，再進行過濾、洗滌操 作，得到含有碳酸鈣的醋酸纖維素微球；
[0010] 步驟4,往250mL濃度為lmol/L的HC1溶液中加入50gNaCl，待NaCl完全溶解后， 再往溶液中加入CaCl2至飽和狀態(tài)；
[0011] 步驟5,將步驟3制得的含碳酸鈣的醋酸纖維素微球置于步驟4的溶液中，在一定 轉(zhuǎn)速下攪拌一定時間，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥處理后，即可得到多孔醋酸纖維素微球吸附劑。
[0012] 進一步優(yōu)選，步驟1中，所述工業(yè)乙醇的加入體積為100mL，所述加熱回流的反應(yīng) 溫度為100 °C。
[0013] 進一步優(yōu)選，步驟2中，所述碳酸鈣與醋酸纖維素的加入質(zhì)量比為1 : 1.25~ 1 : 1.5,所述反應(yīng)溫度為20~30°C。
[0014] 進一步優(yōu)選，步驟2中，所述碳酸鈣的粒徑為2 μm。
[0015] 進一步優(yōu)選，步驟5中，所述攪拌速度為250r/min。
[0016] 本發(fā)明多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備原理：本發(fā)明通過索氏提取法提取出醋 酸纖維素，再將醋酸纖維素在丙酮溶液中與碳酸鈣進行反應(yīng)，反應(yīng)原理是利用溶劑回流和 虹吸原理，使固體物質(zhì)每一次都能為純的溶劑所萃取，再利用碳酸鈣反應(yīng)產(chǎn)生的氣體增大 比表面積，最后利用石蠟和吐溫80對產(chǎn)品定型。
[0017] 本發(fā)明通過索氏提取法提取出醋酸纖維素，去除濾嘴中的有害成分，再利用反相 懸浮分散法制備多孔醋酸纖維素微球吸附劑。反相懸浮分散法是在醋酸纖維素充分溶解的 情況下，提高攪拌器的轉(zhuǎn)速，加入一定量的碳酸鈣顆粒，利用吐溫和石蠟固定形態(tài)，再加入 至超聲波清洗器分散、成型，待洗滌、過濾和干燥后即制得多孔醋酸纖維微球吸附劑。在廢 棄煙頭給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染的同時，通過對濾嘴的再處理可以對含重金屬的廢水產(chǎn)生吸附 效果，對實現(xiàn)可循環(huán)利用很有必要。
[0018] 有益效果：相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法是先 通過索氏提取法從煙蒂濾嘴中提取出醋酸纖維素，再利用反相懸浮分散法制備得到多孔醋 酸纖維素微球吸附劑，制得的多孔醋酸纖維素微球吸附劑表現(xiàn)出對Fe2+、Cd2+等重金屬離子 具有良好的吸附能力；本發(fā)明的制備方法原料易得，且屬于廢物利用，不僅降低了產(chǎn)品的制 備成本，而且減少了廢煙頭對環(huán)境的污染，同時本發(fā)明制備方法反應(yīng)條件溫和，對環(huán)境無污 染。
【具體實施方式】
[0019] 根據(jù)下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實 施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本 發(fā)明。
[0020] 實施例1
[0021] -種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法，具體包括如下步驟：
[0022] 步驟1，通過索氏提取法提取濾嘴中的醋酸纖維素：收集煙蒂100個，去除煙蒂里 剩余的煙絲，用刀片割破纖維棒包裹紙，取出纖維棒（剔除燒焦的纖維棒），得到20克纖維 棒；分多次，用濾紙包裹纖維棒，裝入索氏器的浸取柱中，在蒸餾燒瓶中加入l〇〇mL 95%工 業(yè)乙醇，接入冷凝器，在加熱套上加熱回流，加熱回流的反應(yīng)溫度為l〇〇°C，進行浸漬萃取， 觀察溢流管內(nèi)乙醇的顏色，當(dāng)乙醇顏色由深黃變成無色停止反應(yīng)，時間約2-3小時；取出飽 含乙醇的二醋酸纖維素棒置于密閉容器內(nèi)，加10毫升過氧化氫漂白，常溫下放置24小時； 再將二醋酸纖維素棒置于布氏漏斗中抽濾，吸除乙醇，常溫干燥，將二醋酸纖維素棒移入 500毫升燒杯內(nèi)，加入228毫升（180克）丙酮，振蕩15分鐘，密封放置24小時，用脫脂棉經(jīng) 布氏漏斗抽濾后，將濾液徐徐傾入