CN113385149A - 一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，磁性纤维素的制备；将四水氯化亚铁、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水混合反应，再将所得的产物洗涤、烘干，得到磁性纤维素；步骤2，胺基改性磁性纤维素的制备；将胺基化合物、丙烯酸类单体、交联剂、引发剂、步骤1中所得磁性纤维素、水混合后通氮气，反应得到胺基改性磁性纤维素。采用本发明制备的吸附材料具有工艺简单、成本低、吸附速率快的特点。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，涉及一种胺基改性磁性纤维素吸 附材料的制备方法。
背景技术
纤维素作为一种常见的聚合物材料，具有成本低，生物可容性强， 水不溶性，耐酸、耐碱性以及良好的热稳定性，可对其改性作为处理 印染废水的吸附材料。
公开号为CN102728325A的发明专利公开了一种改性纤维素吸附 材料的制备方法，其特征是包括下列步骤：取纤维素2～10重量份， 溶于100～500重量份的有机溶剂中，再加入2～20重量份苯酐混合， 混合物料在60～120℃温度下搅拌反应4～12小时后，静置冷却至室 温，减压蒸馏除去有机溶剂、得粗产物，再将粗产物用乙醇溶水沉的 方法处理3～6次，过滤得到的固体物在40～80℃的温度下干燥24～ 72小时，即制得产物——改性纤维素吸附材料，可用于重金属离子 的吸附。
公开号为CN101822973A的发明专利公开了一种用于吸附TNT的 改性羟纤维素吸附材料的制备方法，其特征是包括：将羟纤维素溶解 有机溶剂N，N－二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中，加入二氯亚砜，在 60～100℃搅拌反应2～6小时后，倒入水中沉析，过滤，用氨水洗涤 后烘干，制得氯化羟纤维素；将氯化羟纤维素溶解在二甲基亚砜中， 加入胺化剂，在80～120℃搅拌反应8～12小时，倒入水和/或丙酮 中沉析，过滤，用水洗涤，干燥，即制得改性羟纤维素吸附材料。采 用本发明制得的吸附材料对TNT吸附速度快，去除率高，可重复利用， 适用于处理炸药生产过程中所产生的富含TNT的废水以及其他含有 硝基有机物的废水，也可用于处理低浓度的TNT废水。
以上专利以乙基/羟纤维素作为吸附材料，用于重金属离子、TNT 的吸附，但吸附性能一般，可能造成二次污染，且可再生性能不佳。 因此亟需开发出一种环境友好、简单高效、可重复使用的吸附材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备 方法，采用该方法制备的吸附材料具有工艺简单、成本低、吸附速率 快的特点。
本发明所采用的技术方案是，一种胺基改性磁性纤维素吸附材料 的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，磁性纤维素的制备；
将四水氯化亚铁、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水混合反应， 再将所得的产物洗涤、烘干，得到磁性纤维素；
步骤2，胺基改性磁性纤维素的制备；
将胺基化合物、丙烯酸类单体、交联剂、引发剂、步骤1中所得 磁性纤维素、水混合后通氮气，反应得到胺基改性磁性纤维素。
本发明的特点还在于：
步骤1中：四水氯化亚铁、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水 的质量比为1:0.1～1:2～10:1～10:50～200；
四水氯化亚铁、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水的反应温度 为40～100℃，反应时间为0.5～5h。
纤维素为甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、麦秆纤维素、 烟杆纤维素中的任意一种或至少两种的组合。
步骤2中：胺基化合物、丙烯酸类单体、交联剂、引发剂、水的 摩尔比为1:1～3:0.5～5:0.01～0.1:10～100；胺基化合物与步骤1 所得磁性纤维素的质量比为1:0.1～3。
胺基化合物、丙烯酸类单体、交联剂、引发剂、步骤1中所得磁 性纤维素、水混合后反应温度为40～90℃，反应时间为0.2～2h。
步骤2中胺基化合物为二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、三乙 胺中的任意一种或至少两种的组合；丙烯酸类单体为丙烯酸、丙烯酸 甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合， 交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、戊二醛、NN-亚甲基双丙烯酰胺中 的任意一种或至少两种的组合；引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸钾、 十二烷基硫酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
本发明的有益效果是，本发明提供一种胺基改性磁性纤维素吸附 材料的制备方法，通过对纤维素进行磁改性，再利用传统自由基聚合 法，对磁性纤维素进行胺基改性，得到胺基改性磁性纤维素吸附材料。 纤维素作为主要原料具有成本低，生物可容性强，水不溶性，耐酸、 耐碱性以及良好的热稳定性。纤维素表面的羟基以及改性后表面的胺 基可与印染废水中的染料发生螯合作用以及物理吸附，从而降低印染 废水中染料的浓度。在吸附10min后可达到吸附平衡，对亚甲基蓝 的吸附容量qe为118.52mg/g，最大去除率为97.21％。
附图说明
图1为本发明一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法实 施例1的胺基改性磁性纤维素吸附材料的SEM图；
图2为本发明一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法实 施例1的胺基改性磁性纤维素吸附材料吸附时间与溶液中亚甲基蓝 浓度的关系曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，具体过程 如下：
步骤1，将四水氯化亚铁、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水 混合反应一段时间，再将所得的产物洗涤、烘干，得到磁性纤维素。 四水氯化亚铁与聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水的质量比为 1:0.1～1:2～10:1～10:50～200；四水氯化亚铁、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水的反应温度为40～100℃，反应时间为0.5～5h。
步骤2，将胺基化合物、丙烯酸类单体、交联剂、引发剂、步骤 1中所得磁性纤维素、水混合后通氮气，反应一段时间，得到胺基改 性磁性纤维素。胺基化合物与丙烯酸类单体、交联剂、引发剂、水的 摩尔比为1:1～3:0.5～5:0.01～0.1:10～100；胺基化合物与步骤1中所得磁性纤维素的质量比为1:0.1～3；胺基化合物、丙烯酸类单 体、交联剂、引发剂、步骤1中所得磁性纤维素、水混合后通氮气的 时间为0.2～1h，混合后反应温度为40～90℃，反应时间为0.2～2 h；
将制备得到的胺基改性磁性纤维素投加在印染废水中进行吸附； 吸附亚甲基蓝浓度范围为10～200mg/L；吸附温度为30～80℃；吸 附的pH值为1～14；吸附剂投加量为30～100mg；吸附的时间为10～ 300min；胺基改性磁性纤维素吸附材料的单位吸附量为：40.22～ 118.52mg/g；胺基改性磁性纤维素吸附材料的去除率为：60.58～ 97.21％；按照下式计算单位吸附量及去除率。吸附容量采用如下公 式(1)计算：
其中：qe为吸附容量，单位mg/g；
c0为亚甲基蓝初始浓度，单位mg/L；
ce为亚甲基蓝平衡浓度，单位mg/L；
V为吸附溶液体积，单位L；
m为吸附材料质量，单位g；
去除率采用如下公式(2)计算：
其中：η为去除率；
实施例1
一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，制备过程如下：
步骤1，磁性纤维素的制备：分别加入四水氯化亚铁(2g，10mmol)、 聚乙烯吡咯烷酮(0.4g)、乙基纤维素(4g)、水(200g，200mL) 于烧瓶中，反应温度为80℃，再缓慢滴加氨水(9.1g，10mL)， 反应3h，再将反应所得产物离心洗涤、烘干、研磨成粉，得到磁性 纤维素。
步骤2，胺基改性磁性纤维素的制备：将二乙烯三胺(0.72g， 7mmol)、丙烯酸(1g，14mmol)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(2.0g， 14mmol)、偶氮二异丁腈(0.032g，0.2mmol)、步骤(1)中所 得磁性纤维素0.2g、水(4mL，220mmol)混合后通氮气0.5h后， 70℃下反应1.5h，得到胺基改性磁性纤维素。
对胺基改性磁性纤维素进行亚甲基蓝吸附性能测试：配制50 mg/L的亚甲基蓝溶液，取50mL于烧杯中，调节pH为7，温度为40℃， 胺基改性磁性纤维素的投加量为50mg，吸附300min，磁力分离后， 测得胺基改性磁性纤维素的吸附容量qe为118.52mg/g，去除率为97.21％。
如图1所示，为实施例1中胺基改性磁性纤维素吸附材料的SEM 图，可以看到四氧化三铁颗粒均匀复合在纤维素以及聚合物表面。
如图2所示，为实施例1中胺基改性磁性纤维素吸附材料吸附时 间与溶液中亚甲基蓝浓度的关系曲线，由图可得，在吸附10min后， 就已达到吸附平衡，此时胺基改性磁性纤维素吸附材料的吸附容量为 113.47mg/g。
实施例2
一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，制备过程如下：
步骤1，磁性纤维素的制备：分别加入四水氯化亚铁(0.507g， 4mmol)、聚乙烯吡咯烷酮(1.5g)、烟杆纤维素(10g)、水(100 g，100mL)于烧瓶中，反应温度为50℃，再缓慢滴加氨水(5g， 5.49mL)，反应1h，再将反应所得产物离心洗涤、烘干、研磨成 粉，得到磁性纤维素。
步骤2，胺基改性磁性纤维素的制备：将三乙烯四胺(1.02g，7mmol)、 丙烯酸甲酯(0.86g，10mmol)、戊二醛(1g，10mmol)、过硫酸 钾(0.027g，0.1mmol)、步骤(1)中所得磁性纤维素2.16g、水(1.2mL，70mmol)混合后通氮气0.2h后，90℃下反应2h，得到 胺基改性磁性纤维素。
对胺基改性磁性纤维素进行亚甲基蓝吸附性能测试：配制50mg/L 的亚甲基蓝溶液，取50mL于烧杯中，调节pH为7，温度为，胺基改 性磁性纤维素的投加量为50mg，吸附300min，磁力分离后，测得 胺基改性磁性纤维素的吸附容量qe为87.43mg/g，去除率为78.35％。
实施例3
一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，制备过程如下：
步骤1，磁性纤维素的制备：分别加入四水氯化亚铁(0.507g， 4mmol)、聚乙烯吡咯烷酮(0.2g)、麦秆纤维素(5g)、水(300 g，300mL)于烧瓶中，反应温度为40℃，再缓慢滴加氨水(20g， 21mL)，反应3h，再将反应所得产物离心洗涤、烘干、研磨成粉， 得到磁性纤维素。
步骤2，胺基改性磁性纤维素的制备：将三乙胺(1.02g，7mmol)、 丙烯酸乙酯(0.70g，0.7mmol)、NN-亚甲基双丙烯酰胺(3.08g， 20mmol)、十二烷基硫酸钠(0.02g，0.07mmol)、步骤(1)中所 得磁性纤维素0.072g、水(4.5mL，250mmol)混合后通氮气0.3h后，40℃下反应0.2h，得到胺基改性磁性纤维素。
对胺基改性磁性纤维素进行亚甲基蓝吸附性能测试：配制200 mg/L的亚甲基蓝溶液，取50mL于烧杯中，调节pH为10，温度为30℃， 胺基改性磁性纤维素的投加量为70mg，吸附100min，磁力分离后， 测得胺基改性磁性纤维素的吸附容量qe为53.47mg/g，去除率为60.58％。
实施例4
一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，制备过程如下：
步骤1，磁性纤维素的制备：分别加入四水氯化亚铁(0.507g， 4mmol)、聚乙烯吡咯烷酮(1g)、羟乙基纤维素(2g)、水(150 g，150mL)于烧瓶中，反应温度为100℃，再缓慢滴加氨水(15g， 16.4mL)，反应5h，再将反应所得产物离心洗涤、烘干、研磨成 粉，得到磁性纤维素。
步骤2，胺基改性磁性纤维素的制备：将乙二胺(0.42g，7mmol)、 甲基丙烯酸甲酯(2.4g，21mmol)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(0.498 g，3.5mmol)、过硫酸钾(0.135g，0.5mmol)、步骤(1)中所得 磁性纤维素0.25g、水(12mL，700mmol)混合后通氮气1h后， 80℃下反应1.5h，得到胺基改性磁性纤维素。
对胺基改性磁性纤维素进行亚甲基蓝吸附性能测试：配制10 mg/L的亚甲基蓝溶液，取50mL于烧杯中，调节pH为14，温度为80℃， 胺基改性磁性纤维素的投加量为100mg，吸附120min，磁力分离后， 测得胺基改性磁性纤维素的吸附容量qe为40.22mg/g，去除率为62.27％。
实施例5
一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，制备过程如下：
步骤1，磁性纤维素的制备：分别加入四水氯化亚铁(0.507g， 4mmol)、聚乙烯吡咯烷酮(0.5g)、乙基纤维素(15g)、水(400 g，400mL)于烧瓶中，反应温度为60℃，再缓慢滴加氨水(4g， 4.3mL)，反应2h，再将反应所得产物离心洗涤、烘干、研磨成粉， 得到磁性纤维素。
步骤2，胺基改性磁性纤维素的制备：将二乙烯三胺(0.722g， 7mmol)、丙烯酸(1.3g，18mmol)、NN-亚甲基双丙烯酰胺(3.85g， 25mmol)、十二烷基硫酸钠(0.2g，0.7mmol)步骤(1)中所得磁 性纤维素0.3g、水(9mL，500mmol)混合后通氮气0.6h后，60℃ 下反应2h，得到胺基改性磁性纤维素。
对胺基改性磁性纤维素进行亚甲基蓝吸附性能测试：配制20mg/L 的亚甲基蓝溶液，取50mL于烧杯中，调节pH为8，温度为70℃，胺 基改性磁性纤维素的投加量为60mg，吸附150min，磁力分离后， 测得胺基改性磁性纤维素的吸附容量qe为107.33mg/g，去除率为96.56％。
实施例6
一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，制备过程如下：
步骤1，磁性纤维素的制备：分别加入四水氯化亚铁(0.507g， 4mmol)、聚乙烯吡咯烷酮(2g)、甲基纤维素(20g)、水(250 g，250mL)于烧瓶中，反应温度为70℃，再缓慢滴加氨水(10g， 10.9mL)，反应2.5h，再将反应所得产物离心洗涤、烘干、研磨 成粉，得到磁性纤维素。
步骤2，胺基改性磁性纤维素的制备：将乙二胺(0.722g，7mmol)、 丙烯酸甲酯(1.38g，16mmol)、戊二醛(3.5g，35mmol)、偶氮 二异丁腈(0.05g，0.3mmol)、步骤(1)中所得磁性纤维素1g、 水(7.2mL，400mmol)混合后通氮气0.8h后，50℃下反应1h， 得到胺基改性磁性纤维素。
对胺基改性磁性纤维素进行亚甲基蓝吸附性能测试：配制150 mg/L的亚甲基蓝溶液，取50mL于烧杯中，调节pH为6，温度为60℃， 胺基改性磁性纤维素的投加量为40mg，吸附60min，磁力分离后， 测得胺基改性磁性纤维素的吸附容量qe为98.71mg/g，去除率为90.25％。
将实施例1～6中的吸附材料进行亚甲基蓝吸附性能测试，测试 结果如表1所示。
结合表1数据得，本发明实例1～6提供的胺基改性磁性纤维素 吸附材料能够用于染料的吸附，胺基改性磁性纤维素吸附材料的单位 吸附量达到32.75～76.98mg/g，去除率达到52.10～94.68％，可广 泛应用于工业印染废水的处理中。
Claims (6)
1.一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，磁性纤维素的制备；
将四水氯化亚铁、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水混合反应，再将所得的产物洗涤、烘干，得到磁性纤维素；
步骤2，胺基改性磁性纤维素的制备；
将胺基化合物、丙烯酸类单体、交联剂、引发剂、步骤1中所得磁性纤维素、水混合后通氮气，反应得到胺基改性磁性纤维素。
2.根据权利要求1所述的一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中：四水氯化亚铁、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水的质量比为1:0.1～1:2～10:1～10:50～200；
四水氯化亚铁、聚乙烯吡咯烷酮、氨水、纤维素、水的反应温度为40～100℃，反应时间为0.5～5h。
3.根据权利要求2所述的一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，其特征在于：所述纤维素为甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、麦秆纤维素、烟杆纤维素中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中：胺基化合物、丙烯酸类单体、交联剂、引发剂、水的摩尔比为1:1～3:0.5～5:0.01～0.1:10～100；胺基化合物与步骤1所得磁性纤维素的质量比为1:0.1～3。
5.根据权利要求4所述的一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，其特征在于：所述胺基化合物、丙烯酸类单体、交联剂、引发剂、步骤1中所得磁性纤维素、水混合后反应温度为40～90℃，反应时间为0.2～2h。
6.根据权利要求5所述的一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中胺基化合物为二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、三乙胺中的任意一种或至少两种的组合；丙烯酸类单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合，交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、戊二醛、NN-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种或至少两种的组合；引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114990731A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-09-02 | 浙江安顺化纤有限公司 | 一种pla/pbat复合阻燃抗菌可降解短纤及其制备方法 |
| CN115007116A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-06 | 湖北理工学院 | 一种柚子皮吸附剂及吸附去除工业废水中重金属的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103551124A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-05 | 广西科技大学 | 一种染料废水处理用吸附剂的制备方法 |
| CN106378112A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-02-08 | 陕西盛迈石油有限公司 | 含氨基磁性微球的制备方法 |
| CN107224965A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-10-03 | 华南理工大学 | 一种用于吸附重金属的改性纤维素衍生物吸附材料及其制备方法与应用 |
| CN108905995A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-30 | 广西大学 | 一种磁响应胺化纤维素基重金属吸附材料的制备方法及其使用方法 |
| CN108993426A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-14 | 厦门华厦学院 | 一种磁性纤维素颗粒及其制备方法 |
| CN110124623A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-16 | 南昌大学 | 一种改性玉米秸秆纤维素吸附剂、制备方法及用途 |
| CN112892494A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-04 | 西安理工大学 | 一种磁改性乙基纤维素吸附材料的制备方法 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103551124A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-05 | 广西科技大学 | 一种染料废水处理用吸附剂的制备方法 |
| CN106378112A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-02-08 | 陕西盛迈石油有限公司 | 含氨基磁性微球的制备方法 |
| CN107224965A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-10-03 | 华南理工大学 | 一种用于吸附重金属的改性纤维素衍生物吸附材料及其制备方法与应用 |
| CN108905995A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-30 | 广西大学 | 一种磁响应胺化纤维素基重金属吸附材料的制备方法及其使用方法 |
| CN108993426A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-14 | 厦门华厦学院 | 一种磁性纤维素颗粒及其制备方法 |
| CN110124623A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-16 | 南昌大学 | 一种改性玉米秸秆纤维素吸附剂、制备方法及用途 |
| CN112892494A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-04 | 西安理工大学 | 一种磁改性乙基纤维素吸附材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张佳等: "球形纤维素吸附剂对亚甲基蓝的吸附热力学研究", 《造纸科学与技术》 * |
| 张佳等: "球形纤维素吸附剂对亚甲基蓝的吸附热力学研究", 《造纸科学与技术》, no. 04, 15 August 2010 (2010-08-15), pages 80 - 84 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114990731A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-09-02 | 浙江安顺化纤有限公司 | 一种pla/pbat复合阻燃抗菌可降解短纤及其制备方法 |
| CN114990731B (zh) * | 2022-04-20 | 2023-11-03 | 浙江安顺化纤有限公司 | 一种pla/pbat复合阻燃抗菌可降解短纤及其制备方法 |
| CN115007116A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-06 | 湖北理工学院 | 一种柚子皮吸附剂及吸附去除工业废水中重金属的方法 |
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