CN106149369A - 一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106149369A
CN106149369A CN201610516981.4A CN201610516981A CN106149369A CN 106149369 A CN106149369 A CN 106149369A CN 201610516981 A CN201610516981 A CN 201610516981A CN 106149369 A CN106149369 A CN 106149369A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fibre
functional fibre
preparation
boron
absorption
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.)
Pending
Application number
CN201610516981.4A
Other languages
English (en)
Inventor
孙世操
陈兆文
范海明
张琴
管迎梅
刘大鑫
黄国庆
王循良
刘彦洋
王力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANDAN PERIC ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd
Original Assignee
HANDAN PERIC ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HANDAN PERIC ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd filed Critical HANDAN PERIC ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd
Priority to CN201610516981.4A priority Critical patent/CN106149369A/zh
Publication of CN106149369A publication Critical patent/CN106149369A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/11—Compounds containing epoxy groups or precursors thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/42—Nitriles
    • C08F220/44—Acrylonitrile
    • C08F220/48—Acrylonitrile with nitrogen-containing monomers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/28—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/38—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising unsaturated nitriles as the major constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/325—Amines
    • D06M13/328—Amines the amino group being bound to an acyclic or cycloaliphatic carbon atom
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/325—Amines
    • D06M13/332—Di- or polyamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/108—Boron compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/18—Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/26—Polymers or copolymers of unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof
    • D06M2101/28—Acrylonitrile; Methacrylonitrile

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用，该功能纤维，其结构通式为化学式(A)所示：

Description

一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体是一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用。
背景技术
硼是一种半金属元素，其理化性质介于金属盒非金属元素之间，赋予了掺硼物质阻燃、耐热、耐磨、高硬或质轻等优良性能。随着硼酸、硼砂等含硼化学品在化工、材料、电子工业的广泛应用，其生产和应用过程产生了大量的含硼废水。人在长期饮用硼超标水会危害人体生殖及内神经系统，灌溉水硼超标会引起农作物减产。因此，水溶液中硼的提取与回收具有重要的现实意义。
目前，硼的提取与回收技术主要是萃取法和吸附法。其中，萃取法的萃取剂会随水流失，工业中不容易实现。吸附法是工业中硼去除的理想方法，具有吸附彻底，吸附剂可循环使用等优点。但是，现有硼吸附剂主要是树脂颗粒型的，其低浓度吸附速率和吸附容量有限，不能较好的去除低浓度溶液中的硼。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附容量大、吸附速率快、再生速率快的用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于硼吸附的功能纤维，其结构通式为化学式(A)所示：
其中，200＜x≤2400，0＜y≤1200。
本发明的另一目的是提供一种用于硼吸附的功能纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维置于有机胺水溶液中，在70℃-100℃温度下回流2h-6h，制得胺基化聚丙烯腈纤维，其中有机胺水溶液中有机胺的质量分数为2％-50％；
(2)将步骤(1)中制备的胺基化聚丙烯腈纤维置于D-葡萄糖水溶液中，在25℃-60℃的温度下回流1h-4h，干燥制得硼吸附的功能纤维，其中D-葡萄糖水溶液中D-葡萄糖的质量分数是10％-50％。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)中，有机胺包括但不限于乙二胺、三乙胺、二乙烯三胺中的一种。
作为本发明进一步的方案：步骤(2)中，将D-葡萄糖替换为D-果糖。
作为本发明进一步的方案：步骤(2)中，干燥采用自然风干或者在低温条件下烘干，其中低温条件下烘干的温度不超过100℃。
作为本发明进一步的方案：聚丙烯腈纤维是散纤或者织物形态。
本发明的又一目的是所述功能纤维在吸附回收酸性条件下硼酸根中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制得的功能纤维采用多顺位羟基对硼进行吸附，该过程不释放质子氢，可以用于强酸性环境中硼酸的提取分离。另外，功能纤维基体为聚丙烯腈纤维，纤维的具有传质距离短，外表面积大等特点，可以在吸附较低浓度的硼，并且吸附容量大，吸附速率快，再生速率快。同时，聚丙烯腈纤维的良好力学性能也能保证功能纤维的重复吸附再生利用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种用于硼吸附的功能纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维置于乙二胺质量含量为2％的乙二胺水溶液中，在70℃条件下回流4h，制得胺基化聚丙烯腈纤维。
(2)将步骤(1)中制备的胺基化聚丙烯腈纤维置于D-葡萄糖质量含量为10％的D-葡萄糖水溶液中，在25℃条件下回流1h，在60℃条件下真空烘干制得硼吸附的功能纤维。
实施例2
本发明实施例中，一种用于硼吸附的功能纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维置于二乙烯三胺胺质量含量为43％的二乙烯三胺水溶液中，在100℃条件下回流6h，制得胺基化聚丙烯腈纤维。
(2)将步骤(1)中制备的胺基化聚丙烯腈纤维置于D-果糖质量含量为50％的D-果糖水溶液中，在60℃条件下回流4h，在80℃条件下真空烘干制得硼吸附的功能纤维。
实施例3
本发明实施例中，一种用于硼吸附的功能纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维球置于三乙胺质量含量为22％的三乙胺水溶液中，在90℃条件下回流5.5h，制得胺基化聚丙烯腈纤维。
(2)将步骤(1)中制备的胺基化聚丙烯腈纤维置于D-果糖质量含量为25％的D-葡萄糖水溶液中，在40℃条件下回流3.5h，再自然风干制得硼吸附的功能纤维。
实施例4
本发明实施例中，一种用于硼吸附的功能纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维置于三乙胺的质量分数为50％的三乙胺水溶液中，在75℃温度下回流5h，制得胺基化聚丙烯腈纤维。
(2)将步骤(1)中制备的胺基化聚丙烯腈纤维置于D-葡萄糖的质量分数为20％的D-葡萄糖水溶液中，在25℃的温度下回流1h，干燥制得硼吸附的功能纤维。
实施例5
本发明实施例中，一种用于硼吸附的功能纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维置于乙二胺的质量分数为30％的乙二胺水溶液中，在80℃温度下回流3h，制得胺基化聚丙烯腈纤维。
(2)将步骤(1)中制备的胺基化聚丙烯腈纤维置于D-葡萄糖的质量分数为30％的D-葡萄糖水溶液中，在30℃的温度下回流4h，干燥制得硼吸附的功能纤维。
实施例6
本发明实施例中，一种用于硼吸附的功能纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维置于乙二胺的质量分数为10％的乙二胺水溶液中，在85℃温度下回流2h，制得胺基化聚丙烯腈纤维。
(2)将步骤(1)中制备的胺基化聚丙烯腈纤维置于D-葡萄糖的质量分数为40％的D-葡萄糖水溶液中，在40℃的温度下回流2h，干燥制得硼吸附的功能纤维。
本发明的功能纤维是以胺基化纤维为基体材料，接枝D-葡萄糖用于吸附废水中的硼。制备方法步骤如下：a.将聚丙烯腈纤维进行胺基化处理；b.在胺基化纤维表面进行醛胺反应接枝D-葡萄糖。该发明可用于酸性水溶液中硼酸的提取与回收。所述纤维材料应用形式多样化、没有二次污染、对硼酸的吸附容量大、吸附速率快，并且制备工艺简单、成本较低。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于硼吸附的功能纤维，其特征在于，其结构通式如化学式(A)所示：
其中，200＜x≤2400，0＜y≤1200。
2.根据权利要求1所述的用于硼吸附的功能纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维置于有机胺水溶液中，在70℃-100℃温度下回流2h-6h，制得胺基化聚丙烯腈纤维，其中有机胺水溶液中有机胺的质量分数为2％-50％；
(2)将步骤(1)中制备的胺基化聚丙烯腈纤维置于D-葡萄糖水溶液中，在25℃-60℃的温度下回流1h-4h，干燥制得硼吸附的功能纤维，其中D-葡萄糖水溶液中D-葡萄糖的质量分数是10％-50％。
3.根据权利要求2所述的用于硼吸附的功能纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，有机胺包括但不限于乙二胺、三乙胺、二乙烯三胺中的一种。
4.根据权利要求2所述的用于硼吸附的功能纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将D-葡萄糖替换为D-果糖。
5.根据权利要求2所述的用于硼吸附的功能纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，干燥采用自然风干或者在低温条件下烘干，其中低温条件下烘干的温度不超过100℃。
6.根据权利要求2所述的用于硼吸附的功能纤维的制备方法，其特征在于，聚丙烯腈纤维是散纤或者织物形态。
7.根据权利要求1所述的功能纤维在吸附回收酸性条件下硼酸根中的应用。
CN201610516981.4A 2016-07-01 2016-07-01 一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用 Pending CN106149369A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610516981.4A CN106149369A (zh) 2016-07-01 2016-07-01 一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610516981.4A CN106149369A (zh) 2016-07-01 2016-07-01 一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106149369A true CN106149369A (zh) 2016-11-23

Family

ID=58061852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610516981.4A Pending CN106149369A (zh) 2016-07-01 2016-07-01 一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106149369A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1172870A (zh) * 1997-06-18 1998-02-11 中国科学院生态环境研究中心 多配位基离子交换螯合纤维及其合成方法
CN1184864A (zh) * 1997-12-10 1998-06-17 冶金工业部钢铁研究总院 多功能基螯合纤维的合成方法
JP2005238087A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Kurita Water Ind Ltd ホウ素吸着剤及びその製造方法
CN1666813A (zh) * 2004-03-12 2005-09-14 中国科学院过程工程研究所 硼吸附材料及其制备方法
CN101444756A (zh) * 2008-12-17 2009-06-03 凯瑞化工有限责任公司 一种应用于硼吸附的苯乙烯系离子交换纤维及其制备方法
JP2009165972A (ja) * 2008-01-17 2009-07-30 Mitsubishi Paper Mills Ltd 半金属吸着材

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1172870A (zh) * 1997-06-18 1998-02-11 中国科学院生态环境研究中心 多配位基离子交换螯合纤维及其合成方法
CN1184864A (zh) * 1997-12-10 1998-06-17 冶金工业部钢铁研究总院 多功能基螯合纤维的合成方法
JP2005238087A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Kurita Water Ind Ltd ホウ素吸着剤及びその製造方法
CN1666813A (zh) * 2004-03-12 2005-09-14 中国科学院过程工程研究所 硼吸附材料及其制备方法
JP2009165972A (ja) * 2008-01-17 2009-07-30 Mitsubishi Paper Mills Ltd 半金属吸着材
CN101444756A (zh) * 2008-12-17 2009-06-03 凯瑞化工有限责任公司 一种应用于硼吸附的苯乙烯系离子交换纤维及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张琴等: ""含胺基、咪唑基的弱碱性离子交换纤维合成研究"", 《舰船科学技术》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105107471B (zh) 巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂及制备与应用
KR101948646B1 (ko) 염기성 관능기를 부여한 활성탄 및 그 제조 방법
CN104592999B (zh) 一种土壤重金属稳定剂
Gai et al. N-Doped biochar derived from co-hydrothermal carbonization of rice husk and Chlorella pyrenoidosa for enhancing copper ion adsorption
CN102774837B (zh) 一种以离子液体为活化剂制备活性炭的方法
CN103949209A (zh) 一种植物基炭材料及其制备方法
CN108993396A (zh) 一种超疏水高分散纳米氧化锌-生物炭复合吸附剂及其制备方法和应用
Jia et al. Adsorption behaviors of magnetic carbon derived from wood tar waste for removal of methylene blue dye
JP6288663B2 (ja) 多孔質炭素材料の製造方法
CN104923160B (zh) 用于吸附污废水中重金属离子的复合材料的制备方法
CN109485041A (zh) 一种低共熔离子液作为造孔剂制备多孔碳的方法
CN105043839A (zh) 一种活性炭分离富集土壤中富里酸的方法
CN1583550A (zh) 一种高比表面积中孔炭的制备方法
CN105597693B (zh) 一种用于污水处理的气凝胶材料及其制备方法
CN105688828B (zh) 一种采用磷酸改性铁树叶制备海水提铀植物-无机复合吸附剂的方法
CN106824117A (zh) 一种类笼形有序介孔吸附剂的制备方法
CN107999030B (zh) 一种复合型的油水分离剂的制备方法
CN106149369A (zh) 一种用于硼吸附的功能纤维及其制备方法和应用
CN105274656B (zh) 一种木质中孔活性炭原丝及纤维的制备方法
CN109485065A (zh) 一种多级孔分子筛及其制备方法
Zhang et al. Pore Structure Characteristics of Activated Carbon Fibers Derived from Poplar Bark Liquefaction and Their Use for Adsorption of Cu (II).
CN108455602A (zh) 一种以栎木废弃木屑制作炭材料的方法
Hao et al. Efficient adsorption of ce (iii) onto porous cellulose/graphene oxide composite microspheres prepared in ionic liquid
CN102921381B (zh) 一种去除天然水体中锑离子的复合吸附材料及其制备方法
CN112354528B (zh) 一种海水提铀用磷酸功能化海绵复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161123

RJ01 Rejection of invention patent application after publication