CN105664867B - 一种天然纤维环保吸附材料及其制备方法 - Google Patents

一种天然纤维环保吸附材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种天然纤维环保吸附材料及其制备方法。由以下步骤制备而成：先将羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素硫酸钠、海藻酸钠和60‑70份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌后用磁力搅拌机搅拌，再加入乙醛酸、氢氧化钠和20‑30份水，升高温度后反应，将过滤物水洗后冷冻干燥，加入棕榈蜡、磷脂酰肌醇、淀粉糖醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水，用磁力搅拌机搅拌，最后加入环氧乙烷，用磁力搅拌机搅拌，然后调低转速搅拌，过滤后用水洗至中性，干燥后研磨成粉末即得。本发明的天然纤维环保吸附材料，可降解，对重金属离子具有很强的吸附作用。

Description

一种天然纤维环保吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种天然纤维环保吸附材料及其制备方法。
背景技术
随着社会旳进步和经济的迅猛发展，再加上人口的剧增，使得人类赖以生存的自然环境遭到了不同程度的污染和破坏，其中水体污染尤为严重。我国每年废水的排放量就要超过亿吨，这些废水主要来自化工、炼油、金属制造、矿业、纺织和农业等行业，蓄积着大量的重金属离子，如铜、铅、镉、铬和砷离子等。并且有些废水未经任何处理就被直接排到水体中，由于重金属离子无法或者很少被人体代谢，具有富集作用，因此对人类健康、动物和植物生存都造成了巨大的危害。我国目前要求这类废水需达到排放标准后才允许被排放，并且咬尽可能大的循环和再利用这些资源。因此，提供一种能够吸附废水中的重金属离子的天然材料具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种天然纤维环保吸附材料，天然可降解，对重金属离子具有很强的吸附作用。
技术方案：一种天然纤维环保吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素10-20份、羧甲基羟乙基纤维素10-20份、羧甲基羟丙基纤维素5-10份、纤维素硫酸钠5-10份、乙醛酸5-10份、海藻酸钠2-5份、棕榈蜡0.5-1份、磷脂酰肌醇1-2份、淀粉糖醇1-2份、鼠尾草酚0.1-0.2份、环氧乙烷0.1-0.2份、角鲨烷0.1-0.2份、壳聚糖1-2份、氢氧化钠1-2份、水60-80份。
进一步优选的，所述的一种天然纤维环保吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素14-18份、羧甲基羟乙基纤维素12-17份、羧甲基羟丙基纤维素6-8份、纤维素硫酸钠6-9份、乙醛酸6-9份、海藻酸钠3-4份、棕榈蜡0.6-0.8份、磷脂酰肌醇1.1-1.6份、淀粉糖醇1.2-1.6份、鼠尾草酚0.12-0.17份、环氧乙烷0.12-0.15份、角鲨烷0.11-0.15份、壳聚糖1.2-1.7份、氢氧化钠1.3-1.8份、水65-75份。
上述天然纤维环保吸附材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素硫酸钠、海藻酸钠和60-70份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌10-20分钟；
步骤2：用磁力搅拌机在转速80-100r/min下搅拌5-10分钟；
步骤3：加入乙醛酸、氢氧化钠和20-30份水，升高温度至30-40℃，反应5-6小时；
步骤4：过滤反应物，将过滤物水洗后冷冻干燥；
步骤5：将干燥物、棕榈蜡、磷脂酰肌醇、淀粉糖醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水混合，用磁力搅拌机在转速60-80r/min下搅拌30-40分钟；
步骤6：加入环氧乙烷，用磁力搅拌机在400-500r/min下搅拌30-40分钟，然后调低转速至100-200r/min下搅拌3-4小时；
步骤7：过滤后用水洗至中性，在40-50℃下干燥24-26小时，研磨成粉末即得。
进一步优选的，步骤1中搅拌时间为12-17分钟。
进一步优选的，步骤2中转速为85-95r/min，搅拌时间为6-9分钟。
进一步优选的，步骤3中温度为32-37℃，反应时间为5.2-5.6小时。
进一步优选的，步骤5中转速为65-75r/min，搅拌时间为32-38分钟。
进一步优选的，步骤6中开始转速为420-470r/min，时间为32-36分钟，调至转速为120-160r/min，时间为3.2-3.6小时。
进一步优选的，步骤7中干燥温度为42-46℃，干燥时间为24.5-25.5小时。
有益效果：本发明的天然纤维环保吸附材料以天然纤维为原料，可降解，环保无污染，对重金属离子具有很强的吸附作用，其中对Cd2+、Pb2+和Cu2+的吸附量分别高达47.89mg/g、111.24mg/g和39.58mg/g。
具体实施方式
实施例1
一种天然纤维环保吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素10份、羧甲基羟乙基纤维素10份、羧甲基羟丙基纤维素5份、纤维素硫酸钠5份、乙醛酸5份、海藻酸钠2份、棕榈蜡0.5份、磷脂酰肌醇1份、淀粉糖醇1份、鼠尾草酚0.1份、环氧乙烷0.1份、角鲨烷0.1份、壳聚糖1份、氢氧化钠1份、水60份。
上述天然纤维环保吸附材料的制备方法为：先将羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素硫酸钠、海藻酸钠和60份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌10分钟，然后用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌5分钟，加入乙醛酸、氢氧化钠和20份水，升高温度至30℃，反应5小时，过滤反应物，将过滤物水洗后冷冻干燥，再加入棕榈蜡、磷脂酰肌醇、淀粉糖醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水，用磁力搅拌机在转速60r/min下搅拌30分钟，加入环氧乙烷，用磁力搅拌机在400r/min下搅拌30分钟，然后调低转速至100r/min下搅拌3小时，过滤后用水洗至中性，在40℃下干燥24-26小时，研磨成粉末即得。
实施例2
一种天然纤维环保吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素14份、羧甲基羟乙基纤维素12份、羧甲基羟丙基纤维素6份、纤维素硫酸钠6-9份、乙醛酸6份、海藻酸钠3份、棕榈蜡0.6份、磷脂酰肌醇1.1份、淀粉糖醇1.2份、鼠尾草酚0.12份、环氧乙烷0.12份、角鲨烷0.11份、壳聚糖1.2份、氢氧化钠1.3份、水65份。
上述天然纤维环保吸附材料的制备方法为：先将羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素硫酸钠、海藻酸钠和60份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌12分钟，然后用磁力搅拌机在转速85r/min下搅拌6分钟，加入乙醛酸、氢氧化钠和20份水，升高温度至32℃，反应5.2小时，过滤反应物，将过滤物水洗后冷冻干燥，再加入棕榈蜡、磷脂酰肌醇、淀粉糖醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水，用磁力搅拌机在转速65r/min下搅拌32分钟，加入环氧乙烷，用磁力搅拌机在420r/min下搅拌32分钟，然后调低转速至120r/min下搅拌3.2小时，过滤后用水洗至中性，在42℃下干燥24.5小时，研磨成粉末即得。
实施例3
一种天然纤维环保吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素15份、羧甲基羟乙基纤维素15份、羧甲基羟丙基纤维素7.5份、纤维素硫酸钠7.5份、乙醛酸7.5份、海藻酸钠3.5份、棕榈蜡0.7份、磷脂酰肌醇1.5份、淀粉糖醇1.5份、鼠尾草酚0.15份、环氧乙烷0.15份、角鲨烷0.15份、壳聚糖1.5份、氢氧化钠1.5份、水70份。
上述天然纤维环保吸附材料的制备方法为：先将羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素硫酸钠、海藻酸钠和65份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌15分钟，然后用磁力搅拌机在转速90r/min下搅拌7.5分钟，加入乙醛酸、氢氧化钠和25份水，升高温度至35℃，反应5.5小时，过滤反应物，将过滤物水洗后冷冻干燥，再加入棕榈蜡、磷脂酰肌醇、淀粉糖醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水，用磁力搅拌机在转速70r/min下搅拌35分钟，加入环氧乙烷，用磁力搅拌机在450r/min下搅拌35分钟，然后调低转速至150r/min下搅拌3.5小时，过滤后用水洗至中性，在45℃下干燥25小时，研磨成粉末即得。
实施例4
一种天然纤维环保吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素18份、羧甲基羟乙基纤维素17份、羧甲基羟丙基纤维素8份、纤维素硫酸钠9份、乙醛酸9份、海藻酸钠4份、棕榈蜡0.8份、磷脂酰肌醇1.6份、淀粉糖醇1.6份、鼠尾草酚0.17份、环氧乙烷0.15份、角鲨烷0.15份、壳聚糖1.7份、氢氧化钠1.8份、水75份。
上述天然纤维环保吸附材料的制备方法为：先将羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素硫酸钠、海藻酸钠和70份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌17分钟，然后用磁力搅拌机在转速95r/min下搅拌9分钟，加入乙醛酸、氢氧化钠和30份水，升高温度至37℃，反应5.6小时，过滤反应物，将过滤物水洗后冷冻干燥，再加入棕榈蜡、磷脂酰肌醇、淀粉糖醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水，用磁力搅拌机在转速75r/min下搅拌38分钟，加入环氧乙烷，用磁力搅拌机在470r/min下搅拌36分钟，然后调低转速至160r/min下搅拌3.6小时，过滤后用水洗至中性，在46℃下干燥25.5小时，研磨成粉末即得。
实施例5
一种天然纤维环保吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素20份、羧甲基羟乙基纤维素20份、羧甲基羟丙基纤维素10份、纤维素硫酸钠10份、乙醛酸10份、海藻酸钠5份、棕榈蜡1份、磷脂酰肌醇2份、淀粉糖醇2份、鼠尾草酚0.2份、环氧乙烷0.2份、角鲨烷0.2份、壳聚糖2份、氢氧化钠2份、水80份。
上述天然纤维环保吸附材料的制备方法为：先将羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素硫酸钠、海藻酸钠和70份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌20分钟，然后用磁力搅拌机在转速100r/min下搅拌10分钟，加入乙醛酸、氢氧化钠和30份水，升高温度至40℃，反应6小时，过滤反应物，将过滤物水洗后冷冻干燥，再加入棕榈蜡、磷脂酰肌醇、淀粉糖醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌40分钟，加入环氧乙烷，用磁力搅拌机在500r/min下搅拌40分钟，然后调低转速至200r/min下搅拌4小时，过滤后用水洗至中性，在50℃下干燥26小时，研磨成粉末即得。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于只有单一纤维素羧甲基羟乙基纤维素。具体地说是：
一种天然纤维环保吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素60份、乙醛酸10份、海藻酸钠5份、棕榈蜡1份、磷脂酰肌醇2份、淀粉糖醇2份、鼠尾草酚0.2份、环氧乙烷0.2份、角鲨烷0.2份、壳聚糖2份、氢氧化钠2份、水80份。
上述天然纤维环保吸附材料的制备方法为：先将羧甲基羟乙基纤维素、海藻酸钠和70份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌20分钟，然后用磁力搅拌机在转速100r/min下搅拌10分钟，加入乙醛酸、氢氧化钠和30份水，升高温度至40℃，反应6小时，过滤反应物，将过滤物水洗后冷冻干燥，再加入棕榈蜡、磷脂酰肌醇、淀粉糖醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌40分钟，加入环氧乙烷，用磁力搅拌机在500r/min下搅拌40分钟，然后调低转速至200r/min下搅拌4小时，过滤后用水洗至中性，在50℃下干燥26小时，研磨成粉末即得。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有棕榈蜡和淀粉糖醇。具体地说是：
一种天然纤维环保吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素20份、羧甲基羟乙基纤维素20份、羧甲基羟丙基纤维素10份、纤维素硫酸钠10份、乙醛酸10份、海藻酸钠5份、磷脂酰肌醇2份、鼠尾草酚0.2份、环氧乙烷0.2份、角鲨烷0.2份、壳聚糖2份、氢氧化钠2份、水80份。
上述天然纤维环保吸附材料的制备方法为：先将羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素硫酸钠、海藻酸钠和70份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌20分钟，然后用磁力搅拌机在转速100r/min下搅拌10分钟，加入乙醛酸、氢氧化钠和30份水，升高温度至40℃，反应6小时，过滤反应物，将过滤物水洗后冷冻干燥，再加入磷脂酰肌醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌40分钟，加入环氧乙烷，用磁力搅拌机在500r/min下搅拌40分钟，然后调低转速至200r/min下搅拌4小时，过滤后用水洗至中性，在50℃下干燥26小时，研磨成粉末即得。
将各实施例与对比例作对比，对比结果如下表1：
表1 天然纤维环保吸附材料的性能指标
注：吸附量的测定为使用本发明产品用量为2g/L。

Claims (2)

1.一种天然纤维环保吸附材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素10-20份、羧甲基羟乙基纤维素10-20份、羧甲基羟丙基纤维素5-10份、纤维素硫酸钠5-10份、乙醛酸5-10份、海藻酸钠2-5份、棕榈蜡0.5-1份、磷脂酰肌醇1-2份、淀粉糖醇1-2份、鼠尾草酚0.1-0.2份、环氧乙烷0.1-0.2份、角鲨烷0.1-0.2份、壳聚糖1-2份、氢氧化钠1-2份、水120-150份，包括以下步骤：
步骤1：将羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素硫酸钠、海藻酸钠和60-70份水混合，用玻璃棒缓慢搅拌10-20分钟；
步骤2：用磁力搅拌机在转速80-100r/min下搅拌5-10分钟；
步骤3：加入乙醛酸、氢氧化钠和20-30份水，升高温度至30-40℃，反应5-6小时；
步骤4：过滤反应物，将过滤物水洗后冷冻干燥；
步骤5：将干燥物、棕榈蜡、磷脂酰肌醇、淀粉糖醇、鼠尾草酚、角鲨烷、壳聚糖和剩余水混合，用磁力搅拌机在转速60-80r/min下搅拌30-40分钟；
步骤6：加入环氧乙烷，用磁力搅拌机在400-500r/min下搅拌30-40分钟，然后调低转速至100-200r/min下搅拌3-4小时；
步骤7：过滤后用水洗至中性，在40-50℃下干燥24-26小时，研磨成粉末即得。
2.根据权利要求1所述的一种天然纤维环保吸附材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：羧甲基纤维素14-18份、羧甲基羟乙基纤维素12-17份、羧甲基羟丙基纤维素6-8份、纤维素硫酸钠6-9份、乙醛酸6-9份、海藻酸钠3-4份、棕榈蜡0.6-0.8份、磷脂酰肌醇1.1-1.6份、淀粉糖醇1.2-1.6份、鼠尾草酚0.12-0.17份、环氧乙烷0.12-0.15份、角鲨烷0.11-0.15份、壳聚糖1.2-1.7份、氢氧化钠1.3-1.8份、水130-140份。
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