CN102504283B - 一种木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法 - Google Patents
一种木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102504283B CN102504283B CN2011103351839A CN201110335183A CN102504283B CN 102504283 B CN102504283 B CN 102504283B CN 2011103351839 A CN2011103351839 A CN 2011103351839A CN 201110335183 A CN201110335183 A CN 201110335183A CN 102504283 B CN102504283 B CN 102504283B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lignosulfonate
- acid
- micro gel
- sulfonated lignin
- gel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法。本发明是利用木质素磺酸盐及其改性物的网状结构及其分子中含有的亲水性基团通过盐析纯化分级、酸催化热缩合、碱性水解、干燥等步骤制备微小凝胶的一种方法，该方法简单易行，所得微凝胶具有生物相容性和可降解性，干燥后吸水倍率可达10-50倍，其次，未经干燥的微小凝胶在水溶液中经超声分散后可得清澈透明的微凝胶溶液，溶液中微小凝胶的粒径大部分在200-500nm之间。另外，木质素磺酸盐树脂的吸附性尤其是其对重金属离子的吸附能力已有较多文献报导，因此本发明制备的产品可用于药物缓释，酶的固定，纳米复合材料制备以及作为超吸水材料和吸附材料使用。
Description
技术领域
本发明属于高分子功能材料的制备领域，具体涉及一种木质素磺酸盐微小凝胶颗粒的制备方法。
背景技术
高分子微小凝胶是结构介于支链聚合物和宏观网状交联聚合物之间的大分子 , 其尺寸在微、纳米量级。高分子微小凝胶所具有的特殊结构与独特性能,使其已在工业生产涂料和油漆等领域中获得技术性的应用,并在药物控制释放、催化剂载体、水体净化、化学分离等方面有着极大的应用潜力, 微小凝胶还可用于制备无机微、纳米材料，主要包括磁性金属氧化物-凝胶杂化材料、金属单质-凝胶杂化材料、生物活性-凝胶杂化材料及功能化的球形和膜状杂化材料等。木质素磺酸盐是亚硫酸盐制浆工艺的主要副产物，它是一种高分子网状聚合物，其分子结构中含有羟基、磺酸基、羧基等亲水基团具备制备微小凝胶的物质基础，因此，对其进行改性并适当增加其分子量，制备出微小凝胶是完全可行的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的基于木质素磺酸盐的功能材料的制备方法，即木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法，本发明方法能变废为宝，减少环境污染。
本发明方法是利用木质素磺酸盐或者其改性物的网状结构及其分子中含有的亲水性基团通过盐析纯化分级、酸催化热缩合、碱性水解、干燥等步骤制备微小凝胶的一种方法；它包括如下顺序的步骤：
（1）木质素磺酸盐或者其改性物的盐析纯化分级：取一定量的木质素磺酸盐或者其改性物加入去离子水溶解，过滤后往滤液中加入酸、无机盐，使木质素磺酸盐或者其改性物沉淀，再通过过滤得到滤饼；
（2）木质素磺酸盐或者其改性物的酸催化热缩合：将步骤（1）中得到的滤饼在80℃-200℃温度下烘烤后，取出滤饼磨碎；
（3）碱性水解：将步骤（2）中磨碎的滤饼加入碱性水溶液，搅拌水解后，离心或过滤，将所得固体用去离子水洗涤至中性后即得不溶于水的微小凝胶；
（4）将步骤（3）得到的微小凝胶在10℃-120℃下烘干或者冷冻干燥得到干燥的微小凝胶固体。
更具体地说，所述原料木质素磺酸盐是亚硫酸盐制浆工艺副产物或者由其他木质素经磺化后制备的木质素磺酸盐；所述木质素磺酸盐改性物是木质素磺酸盐经磺化、氧化、氨化、醚化、酸水解、碱水解、羟烷基化、羧甲基化、卤化、接枝共聚、硝化改性方法中的一种或数种改性方法联用所得的改性产物。
步骤（1）中所述的酸是常温下能溶解于水的硫酸、硝酸、磷酸、乙酸、甲酸中的一种，其中，加入酸的量为使溶液中酸的含量达到2-30 wt%；步骤（1）中所述的无机盐是常温下能溶解于水的无机盐，其中，加入无机盐的量为该温度下使溶液达到饱和浓度的量。
步骤（3）中所述的碱性水溶液是常温下能溶解于水的碱性物质氢氧化钠、氢氧化钾、氨水制备而成的溶液中的一种，其中，磨碎的滤饼中加入的碱性水溶液中碱的含量为0.01-10 wt%。
本发明方法简单易行，所得微小凝胶具有生物相容性和可降解性，干燥后吸水倍率可达10-50倍，其次，未经干燥的微小凝胶在水溶液中经超声分散后可得清澈透明的微凝胶溶液，如图2所示。溶液中微小凝胶的粒径大部分在200-500nm之间，如图3所示。另外，木质素磺酸盐树脂的吸附性尤其是对重金属离子的吸附能力是比较强的，因此本发明制备的产品可用于药物缓释，酶的固定，纳米复合材料制备以及作为超吸水材料和吸附材料使用。
附图说明
图1中a部分是0.3克干燥的木质素磺酸钠微小凝胶在10ml量筒中的照片；图1中b部分是0.3克干燥的木质素磺酸钠微小凝胶在10ml量筒中充分吸收去离子水后的照片；图1中c部分是0.3克干燥的木质素磺酸钠微小凝胶在10ml量筒中充分吸收去离子水后整体倒立的照片；其吸水倍率为32倍。
图2中的左、右部分分别是木质素磺酸钠微小凝胶在超声分散前、后的照片。
图3是木质素磺酸钠微小凝胶超声分散120分钟的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实验实例对本发明作进一步详细的描述。实例中涉及的份均为重量份，所用设备为常规设备。
实例1：
将1份木质素磺酸钠溶解于50份去离子水，抽滤后往滤液中加入6份硫酸，14份氯化钠，抽滤后将滤饼置于烘箱中，在128°C下干燥1.5小时，取出干燥物在碾钵中磨碎，将磨碎的木质素磺酸钠与50份去离子水混合并加入2份氢氧化钠，磁力搅拌40分钟，将混合液在4000转下离心，倾去上层液体，加入等量去离子水与沉降下来的固体混合均匀，然后离心，如此反复，直至沉降物悬浮液为中性，将此中性沉降物悬浮液离心后倾去上层液体，将余下固体转至玻璃皿中冷冻干燥即得吸水倍率为10倍左右的木质素磺酸钠微小凝胶。
实例2：
将1份用过氧化氢氧化改性的木质素磺酸钠溶解于50份去离子水，抽滤后往滤液中加入6份硫酸，14份氯化钠，抽滤后将滤饼置于烘箱中，在138°C下干燥1.5小时，取出干燥物在碾钵中磨碎，将磨碎的木质素磺酸钠与50份去离子水混合并加入1份氢氧化钠，磁力搅拌40分钟，将混合液在4000转下离心，倾去上层液体，加入等量去离子水与沉降下来的固体混合均匀，然后离心，如此反复，直至沉降物悬浮液为中性，将此中性沉降物悬浮液离心后倾去上层液体，将余下固体转至玻璃皿中冷冻干燥即得吸水倍率为25倍左右的木质素磺酸钠微小凝胶。
实例3：
将1份用过氧化氢氧化和亚硫酸钠磺化改性的木质素磺酸钠溶解于50份去离子水，抽滤后往滤液中加入6份硫酸，14份氯化钠，抽滤后将滤饼置于烘箱中，在145°C下干燥1.5小时，取出干燥物在碾钵中磨碎，将磨碎的木质素磺酸钠与50份去离子水混合并加入1份氢氧化钠，磁力搅拌40分钟，将混合液在4000转下离心，倾去上层液体，加入等量去离子水与沉降下来的固体混合均匀，然后离心，如此反复，直至沉降物悬浮液为中性，将此中性沉降物悬浮液离心后倾去上层液体，将余下固体转至玻璃皿中干燥即得吸水倍率为32倍左右的木质素磺酸钠微小凝胶。木质素磺酸钠微小凝胶吸水前后的照片如图1所示。
Claims (4)
1.一种木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法，是利用木质素磺酸盐或者其改性物的网状结构及其分子中含有的亲水性基团通过盐析纯化分级、酸催化热缩合、碱性水解、干燥步骤制备微小凝胶的一种方法；其特征在于包括如下顺序的步骤：
（1）木质素磺酸盐或者其改性物的盐析纯化分级：取一定量的木质素磺酸盐或者其改性物加入去离子水溶解，过滤后往滤液中加入酸、无机盐，使木质素磺酸盐或者其改性物沉淀，再通过过滤得到滤饼；所述无机盐是常温下能溶解于水的氯化钠，其中，加入氯化钠的量为该温度下使溶液达到饱和浓度的量；
（2）木质素磺酸盐或者其改性物的酸催化热缩合：将步骤（1）中得到的滤饼在80℃-200℃温度下烘烤后，取出滤饼磨碎；
（3）碱性水解：将步骤（2）中磨碎的滤饼加入碱性水溶液，搅拌水解后，离心或过滤，将所得固体用去离子水洗涤至中性后即得不溶于水的微小凝胶；
（4）将步骤（3）得到的微小凝胶在10℃-120℃下烘干或者冷冻干燥得到干燥的微小凝胶固体。
2.根据权利要求1所述的木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法，其特征在于：所述木质素磺酸盐是亚硫酸盐制浆工艺副产物或者由其他木质素经磺化后制备的木质素磺酸盐；所述木质素磺酸盐改性物是木质素磺酸盐经磺化、氧化、氨化、醚化、酸水解、碱水解、羟烷基化、羧甲基化、卤化、接枝共聚、硝化改性方法中的一种或数种改性方法联用所得的改性产物。
3.根据权利要求1或2所述的木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的酸是常温下能溶解于水的硫酸、硝酸、磷酸、乙酸、甲酸中的一种，其中，加入酸的量为使溶液中酸的含量达到2-30wt%。
4.根据权利要求1或2所述的木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的碱性水溶液是常温下能溶解于水的碱性物质氢氧化钠、氢氧化钾、氨水制备而成的溶液中的一种，其中，磨碎的滤饼中加入的碱性水溶液中碱的含量为0.01-10wt%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103351839A CN102504283B (zh) | 2011-10-29 | 2011-10-29 | 一种木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103351839A CN102504283B (zh) | 2011-10-29 | 2011-10-29 | 一种木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102504283A CN102504283A (zh) | 2012-06-20 |
| CN102504283B true CN102504283B (zh) | 2013-12-11 |
Family
ID=46216421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011103351839A Expired - Fee Related CN102504283B (zh) | 2011-10-29 | 2011-10-29 | 一种木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102504283B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110235747B (zh) * | 2019-07-31 | 2021-07-06 | 长江师范学院 | 一种无土栽培基质及其制备方法 |
| CN110820331A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-02-21 | 张威劲 | 一种高强抗皱型天然纤维织物用整理剂材料的制备方法 |
| CN110983039B (zh) * | 2019-12-31 | 2020-10-30 | 贵州合众锰业科技有限公司 | 一种去除软锰矿二氧化硫浸出液中杂质的方法 |
| CN111849135A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-10-30 | 南宁学院 | 一种聚己内酯复合材料及其制备方法 |
| GB2621381A (en) * | 2022-08-11 | 2024-02-14 | Univ Northwest | Lignosulphonate purification |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1817443A (zh) * | 2006-01-06 | 2006-08-16 | 华南理工大学 | 一种球形木质素基吸附材料的制备方法 |
| CN101357323A (zh) * | 2008-09-18 | 2009-02-04 | 福州大学 | 一种球形木质素大孔吸附树脂及其制备工艺 |
| CN102040979A (zh) * | 2009-10-15 | 2011-05-04 | 徐国利 | 复合冻胶堵剂 |
-
2011
- 2011-10-29 CN CN2011103351839A patent/CN102504283B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1817443A (zh) * | 2006-01-06 | 2006-08-16 | 华南理工大学 | 一种球形木质素基吸附材料的制备方法 |
| CN101357323A (zh) * | 2008-09-18 | 2009-02-04 | 福州大学 | 一种球形木质素大孔吸附树脂及其制备工艺 |
| CN102040979A (zh) * | 2009-10-15 | 2011-05-04 | 徐国利 | 复合冻胶堵剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102504283A (zh) | 2012-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Phan et al. | A review on the fabrication of several carbohydrate polymers into nanofibrous structures using electrospinning for removal of metal ions and dyes | |
| Adnan et al. | Mitigation of pollutants by chitosan/metallic oxide photocatalyst: a review | |
| Zhao et al. | Polysaccharide-based biopolymer hydrogels for heavy metal detection and adsorption | |
| Garba et al. | Microcrystalline cellulose (MCC) based materials as emerging adsorbents for the removal of dyes and heavy metals–a review | |
| Vedula et al. | Chitosan-based membranes preparation and applications: Challenges and opportunities | |
| Zhang et al. | Kinetic, isotherm, and thermodynamic studies of the adsorption of methyl orange from aqueous solution by chitosan/alumina composite | |
| CN102504283B (zh) | 一种木质素磺酸盐微小凝胶的制备方法 | |
| Bhatt et al. | Developments and application of chitosan-based adsorbents for wastewater treatments | |
| CN103521191A (zh) | 一种二氧化钛/壳聚糖/氧化石墨烯复合材料的制备方法及应用 | |
| CN102247811B (zh) | 天然火山渣-海藻酸钠复合微球水体净化材料制备方法及其应用 | |
| CN109174023A (zh) | 一种纳米纤维素交联石墨烯/壳聚糖气凝胶及其制备方法、应用 | |
| Zeng et al. | Fabrication of chitosan/alginate porous sponges as adsorbents for the removal of acid dyes from aqueous solution | |
| Zhang et al. | An overview of the recent advances in functionalization biomass adsorbents for toxic metals removal | |
| CN103613709A (zh) | 以马铃薯淀粉黄原酸酯为原料合成吸附重金属离子专用树脂的方法 | |
| Rizwan et al. | Recent advancements in engineered biopolymeric-nanohybrids: A greener approach for adsorptive-remediation of noxious metals from aqueous matrices | |
| Du et al. | Single and competitive adsorption between Indigo Carmine and Methyl orange dyes on quaternized kapok fiber adsorbent prepared by radiation technique | |
| CN107321333A (zh) | 一种吸附染料离子的水凝胶微球的制备方法 | |
| CN102641727A (zh) | 以离子液体为溶剂制备壳聚糖胶原生物吸附剂 | |
| CN103933949A (zh) | 一种碳纳米管/壳聚糖介孔球形复合材料及其制备方法 | |
| Zhou et al. | Remarkable performance of magnetized chitosan-decorated lignocellulose fiber towards biosorptive removal of acidic azo colorant from aqueous environment | |
| Song et al. | Preparation and application of green chitosan/ploy (vinyl alcohol) porous microspheres for the removal of hexavalent chromium | |
| Bekchanov et al. | Functionalizing natural polymers to develop green adsorbents for wastewater treatment applications | |
| Xiao et al. | Recent advances and future perspective on lignocellulose-based materials as adsorbents in diverse water treatment applications | |
| Tie et al. | Adsorptive Removal of a Reactive Azo Dye Using Polyaniline-Intercalated Bentonite. | |
| Hevira et al. | Chitosan-based polysaccharides for effective synthetic dye adsorption |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131211 Termination date: 20161029 |