CN113385149B - 一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法 - Google Patents
一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113385149B CN113385149B CN202110719233.7A CN202110719233A CN113385149B CN 113385149 B CN113385149 B CN 113385149B CN 202110719233 A CN202110719233 A CN 202110719233A CN 113385149 B CN113385149 B CN 113385149B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cellulose
- magnetic cellulose
- water
- amino
- modified magnetic
- 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.)
- Active
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 128
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 title claims abstract description 56
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 121
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims abstract description 16
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 16
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims abstract description 16
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims abstract description 16
- -1 amino compound Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 6
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 5
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 5
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims description 4
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 claims description 3
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 claims description 3
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims description 3
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 claims description 2
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 24
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 8
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 7
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 7
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N thionyl chloride Chemical compound ClS(Cl)=O FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 description 2
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229920000891 common polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28009—Magnetic properties
-
- 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
- C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
-
- 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
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
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0.2～2h；
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50mg/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(100g，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(300g，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200mg/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(150g，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(0.498g，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10mg/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(400g，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(250g，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150mg/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 (1)
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110719233.7A CN113385149B (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110719233.7A CN113385149B (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113385149A CN113385149A (zh) | 2021-09-14 |
| CN113385149B true CN113385149B (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=77624177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110719233.7A Active CN113385149B (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113385149B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
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 |
-
2021
- 2021-06-28 CN CN202110719233.7A patent/CN113385149B/zh active Active
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 (1)
| Title |
|---|
| 球形纤维素吸附剂对亚甲基蓝的吸附热力学研究;张佳等;《造纸科学与技术》;20100815(第04期);第80-84页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113385149A (zh) | 2021-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113385149B (zh) | 一种胺基改性磁性纤维素吸附材料的制备方法 | |
| EP0134921B1 (de) | Copolymerisat, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung als Sorptionsmittel | |
| CN111804286A (zh) | 一种高韧性的磁性聚丙烯酸水凝胶吸附材料及其制法 | |
| CN111659357B (zh) | 聚合席夫碱型吸附材料、制备及其在重金属吸附中的应用 | |
| EP0131179B1 (de) | Copolymerisat, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung als Sorptionsmittel | |
| CN115785341A (zh) | 一种功能性羧甲基纤维素吸附剂的合成工艺与应用 | |
| CN112499738A (zh) | 一种造纸废水处理剂及其制备方法 | |
| CN114735795A (zh) | 一种海藻酸钠-硅藻土复合磁性絮凝剂及其制备方法 | |
| CN108586648B (zh) | 一种螯合树脂及其制备方法和应用 | |
| CN112939177B (zh) | 一种环保的基于双氰胺-甲醛的脱色絮凝剂 | |
| CN114316141B (zh) | 一种磁性羧甲基壳聚糖/丙烯酸/衣康酸共聚水凝胶吸附剂及其制备方法与应用 | |
| CN113663710B (zh) | 一种磁性固体酸催化剂及其在催化果糖水解反应中的应用 | |
| CN107746446B (zh) | 一种三元共聚两性聚丙烯酰胺的制备方法 | |
| CN111589429B (zh) | 一种邻菲罗啉聚合物及其制备方法和应用 | |
| CN106807340A (zh) | 一种交联型树脂‑羟肟酸复合吸附材料及其制备方法与应用 | |
| CN112390911B (zh) | 一种混凝土和易性调节剂及其制备方法 | |
| CN110508259B (zh) | 一种铜离子印迹复合磁性中空微球的制备方法 | |
| CN109942749B (zh) | 一种分子印迹聚合物及在吸附抗坏血酸中的应用 | |
| CN117683185B (zh) | 一种污水处理用絮凝剂及其制备方法 | |
| CN113058551A (zh) | 重金属废水吸附剂 | |
| CN115445579B (zh) | 一种磁性淀粉基吸附剂及其制备方法 | |
| CN107857330B (zh) | 水溶性三元螯合聚合物分子刷阳离子染料捕捉剂及其制备方法及其应用 | |
| CN112316923A (zh) | 一种高效污水处理剂 | |
| CN107892372B (zh) | 水溶性五元聚合物分子刷染料捕捉沉降剂及其制备方法及其应用 | |
| CN107828064B (zh) | 高效型染料絮凝剂及其制备方法及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20231212 Address after: 518000 1002, Building A, Zhiyun Industrial Park, No. 13, Huaxing Road, Henglang Community, Longhua District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen Wanzhida Technology Co.,Ltd. Address before: 710048 Shaanxi province Xi'an Beilin District Jinhua Road No. 5 Applicant before: XI'AN University OF TECHNOLOGY |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |