CN114604915B - 柠条纤维净水材料的制备方法以及柠条纤维净水材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柠条纤维净水材料的制备方法及其该制备方法制得的柠条纤维净水材料。柠条纤维净水材料的制备方法包括如下步骤：提供柠条锦鸡儿粉末；对所述柠条锦鸡儿粉末进行预处理，得到表面活化柠条纤维粉末；以及将所述表面活化柠条纤维粉末在金属盐溶液中充分浸润，接着加入硅酸盐溶液，混合体系在55℃～95℃下充分反应，得到所需要的柠条纤维净水材料。结合说明书测试例部分的数据可以看出，这种柠条纤维净水材料的制备方法制备得到的柠条纤维净水材料能够较好的实现含油乳废液、油水混合物以及有机染料的分离，具有较好的净水效果。

Description

柠条纤维净水材料的制备方法以及柠条纤维净水材料

技术领域

本发明涉及污水净化材料技术领域，尤其是涉及一种柠条纤维净水材料的制备方法以及该柠条纤维净水材料的制备方法制得的柠条纤维净水材料。

背景技术

我国是水污染比较严重的国家之一，每年会产生超过1000亿吨的污水。近年来，纺织、印染、涂料、塑料、机械加工等行业的不断发展以及层出不穷的石油泄漏事故，向水环境中不断排放大量的含油废乳液、染料、重金属和石油污染物，不仅对人类健康和水生生物安全造成严重威胁，而且威胁着水资源供给安全。因此，对污水进行净化和再生利用对水资源供给安全和经济社会可持续发展尤为重要，迫切需要开发能够净化含有多种污染物废水的技术，提高污水再生利用率、减少其对环境和人类健康的危害的同时并获得可用作灌溉的清洁水。

在材料本身环境友好性越来越引起关注的今天，用天然原料替代石油基原料来合成各种废水处理用新材料备受青睐。其中，利用“源于自然”的可再生生物质资源开发新型污染物修复材料，不仅可以降低成本、提高材料的环境友好性，而且还可以为地方资源的高值化利用提供新途径。我国西部地区可用于制备污水净化材料的生物质资源非常丰富。柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom,CK)是一种广泛种植的落叶灌木，具有生命力强、耐寒、耐高温、耐旱等能力。柠条锦鸡儿作为防风固沙、保持水土、改善生态环境的优良灌木，不仅在于其超强的耐贫瘠以及萌蘖再生能力，还在于其超长的生命周期，在含水率为4.08％的沙壤土中年均生长量可达67厘米。近年来，随着西部和北方地区的生态修复和绿化规模日益扩大，柠条锦鸡儿的种植面积逐渐扩大。目前，柠条锦鸡儿在内蒙古自治区的种植面积已达三千余万亩，每年由此产生的生物质柠条锦鸡儿残枝产量超过千万吨。但目前柠条锦鸡儿生物质资源大部分都被作为生物燃料焚烧，不仅没有高值化利用生物质资源，而且会排放大量的温室气体二氧化碳引起环境污染。所以，将柠条锦鸡儿不经过燃烧直接制备成有机-无机复合污水净化材料将其用于污染修复具有广阔的应用前景。

但目前还没有基于柠条锦鸡儿制备柠条纤维净水材料的相关报道，也没有应用的先例。

发明内容

基于此，有必要提供一种基于柠条锦鸡儿的柠条纤维净水材料的制备方法。

此外，还有必要提供一种用于制备上述柠条纤维净水材料的制备方法制得的柠条纤维净水材料。

一种柠条纤维净水材料的制备方法，包括如下步骤：

提供柠条锦鸡儿粉末；

对所述柠条锦鸡儿粉末进行预处理，得到表面活化柠条纤维粉末；以及

将所述表面活化柠条纤维粉末在金属盐溶液中充分浸润，接着加入硅酸盐溶液，混合体系在55℃～95℃下充分反应，得到所需要的柠条纤维净水材料。

在一个实施例中，所述表面活化柠条纤维粉末和所述硅酸盐溶液中的硅酸盐的质量比为10～1000：1～10。

在一个实施例中，所述金属盐为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、乙酸镁、乙醇镁、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、乙酸锌、氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、氯化钙、硝酸钙、乙酸钙、氯化铜、硝酸铜、乙酸铜和硫酸铜中的至少一种；

所述金属盐溶液的摩尔浓度为0.5mol/L～5mol/L；

所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾和硅酸钾钠中的至少一种；

所述硅酸盐溶液中的摩尔浓度为0.5mol/L～5mol/L。

在一个实施例中，还包括在将所述表面活化柠条纤维粉末在金属盐溶液中充分浸润的操作之后，在所述接着加入硅酸盐溶液的操作之前，将充分浸润后的所述表面活化柠条纤维粉末内的液体压出的操作。

在一个实施例中，所述对所述柠条锦鸡儿粉末进行预处理，得到表面活化柠条纤维粉末的操作为：

对所述柠条锦鸡儿粉末依次进行酸处理和碱处理得到碱处理柠条纤维粉末；

对所述碱处理柠条纤维粉末依次进行氧化处理和表面活化处理，得到表面活化柠条纤维粉末。

在一个实施例中，所述对所述柠条锦鸡儿粉末依次进行酸处理和碱处理得到碱处理柠条纤维粉末的操作为：

向所述柠条锦鸡儿粉末中加入酸性溶液，第一次加热反应后进行第一次分离，清洗至中性后干燥得到酸处理柠条纤维粉末；

向所述酸处理柠条纤维粉末中加入碱性溶液，第二次加热反应后进行第二次分离，清洗至中性后干燥得到所述碱处理柠条纤维粉末。

在一个实施例中，所述酸性溶液的溶质为盐酸、硫酸、硝酸和乙酸中的至少一种，所述酸性溶液的质量百分比浓度为0.5％～5％，所述第一次加热反应的温度为75℃～90℃，所述第一次加热反应的时间为20min～60min；

所述碱性溶液的溶质为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、硅酸钾和碳酸氢钾中的至少一种，所述碱性溶液的质量百分比浓度为0.5％～5％，所述第二次加热反应的温度为75℃～90℃，所述第二次加热反应的时间为20min～60min。

在一个实施例中，所述对所述碱处理柠条纤维粉末依次进行氧化处理和表面活化处理，得到表面活化柠条纤维粉末的操作为：

向所述碱处理柠条纤维粉末中加入氧化剂溶液，第三次加热反应后进行第三次分离，清洗至中性后干燥得到氧化柠条纤维粉末；

向所述氧化柠条纤维粉末中加入表面活化剂溶液，充分浸泡，使其完全反应后进行第四次分离，清洗至中性后干燥得到所述表面活化柠条纤维粉末。

在一个实施例中，所述氧化剂溶液的溶质为次氯酸钠、次氯酸钾和次氯酸中的至少一种，所述氧化剂溶液的质量百分比浓度为0.5％～5％，所述第三次加热反应的温度为75℃～90℃，所述第三次加热反应的时间为20min～60min；

所述表面活化剂溶液的溶质为一氯丙酸、二氯丙酸、三氯丙酸、三氯乙酸和三氯丁酸中的至少一种，所述表面活化剂溶液的质量百分比浓度为0.25％～5％，所述充分浸泡，使其完全反应的温度为20℃～30℃，所述充分浸泡，使其完全反应的时间为20min～60min。

一种柠条纤维净水材料，所述柠条纤维净水材料由上述的柠条纤维净水材料的制备方法制备得到。

结合说明书测试例部分的数据可以看出，这种柠条纤维净水材料的制备方法制备得到的柠条纤维净水材料能够较好的实现含油乳废液、油水混合物以及有机染料的分离，具有较好的净水效果。

具体来说，(1)本发明用源于自然的天然生物质为主要原料制备了柠条纤维净水材料，具有性能优异、价格低廉、绿色环保的多重优势；

(2)本发明的柠条纤维净水材料的制备方法工艺简单，不需要复杂的设备。材料制备过程中使用的溶剂为水，未使用有毒有害的有机溶剂和表面活性剂，因此工艺较绿色环保，实现了原料和工艺的双向绿色化；

(3)柠条纤维素表面大量的羟基基团使其具备超亲水-水下超疏油性能，具有高效的油水分离效果，通过包覆不同硅酸盐强化了复合材料对重金属离子及有机染料的吸附性能；

(4)柠条锦鸡儿平均每三年必须平茬一次，随着柠条锦鸡儿的种植面积不断增加，平茬产生的生物质资源的产量剧增，这些沙生灌木枝无法较快的自然腐烂分解，大面积堆积将会带来环境污染，大面积焚烧将会带来严重的大气污染。所以本发明利用柠条锦鸡儿为原料开发出高附加值新材料，可为沙生灌木资源高值利用提供新途径；

(5)我国北方地区水资源短缺问题日益加剧，所以利用柠条锦鸡儿生物质为原料开发多功能污水净化材料、提高污水再生利用率不仅为柠条的利用提供了新途径，同时有利于实现“循环经济”发展模式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一实施方式的柠条纤维净水材料的制备方法的流程图。

图2a实施例1得到的干燥去皮柠条锦鸡儿枝条的显微照片。

图2b实施例1得到的柠条锦鸡儿粉末的显微照片。

图2c实施例1得到的酸处理柠条纤维粉末的显微照片。

图2d实施例1得到的碱处理柠条纤维粉末的显微照片。

图2e实施例1得到的氧化柠条纤维粉末的显微照片。

图2f实施例1得到的硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料的显微照片。

图3为实施例1得到的柠条锦鸡儿粉末、酸处理柠条纤维粉末、碱处理柠条纤维粉末、氧化柠条纤维粉末和硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料的水湿润性测试的显微照片，其中，a为柠条锦鸡儿粉末，b为酸处理柠条粉末，c为碱处理柠条粉末，d为氧化柠条纤维粉末，e为硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料。

图4a为水包油乳液微观照片。

图4b为水包油乳液经过实施例1得到的硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料处理后的再生水微观照片。

图5为分别对实施例1得到的柠条锦鸡儿粉末、酸处理柠条纤维粉末、碱处理柠条纤维粉末、氧化柠条纤维粉末和硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料的油水混合物分离测试的结果图，其中，a为柠条锦鸡儿粉末，b为酸处理柠条粉末，c为碱处理柠条粉末，d为氧化柠条纤维粉末，e为硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料。

图6为分别用水包油废乳液、亚甲基蓝溶液和溶有亚甲基蓝溶液的水包油废乳液对实施例1得到的硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料进行测试的结果图，其中，a为水包油废乳液，b为亚甲基蓝溶液，c为溶有亚甲基蓝溶液的水包油废乳液。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。

如图1所示的一实施方式的柠条纤维净水材料的制备方法，包括如下步骤：

S10、提供柠条锦鸡儿粉末。

优选的，柠条锦鸡儿粉末为去皮的柠条锦鸡儿枝条干燥并粉碎得到。

具体来说，本实施方式中，柠条锦鸡儿粉末为过50目筛后得到的粒径小于0.3mm的粉末。在其他的实施方式中，也可以根据实际需求选择合适范围的粉末粒径。

S20、对S10得到的柠条锦鸡儿粉末进行预处理，得到表面活化柠条纤维粉末。

本实施方式中，S20为：对柠条锦鸡儿粉末依次进行酸水解处理和碱处理除去半纤维素得到碱处理柠条纤维粉末；对碱处理柠条纤维粉末依次进行氧化漂白处理除去木质素和表面活化处理以增加表面活性基团，得到表面活化柠条纤维粉末。

需要特别指出的是，本发明中，未特别说明的溶液，其溶剂均为水。

具体来说，对柠条锦鸡儿粉末依次进行酸处理和碱处理得到碱处理柠条纤维粉末的操作为：

向柠条锦鸡儿粉末中加入酸性溶液，第一次加热反应后进行第一次分离，清洗至中性后干燥得到酸处理柠条纤维粉末；

向酸处理柠条纤维粉末中加入碱性溶液，第二次加热反应后进行第二次分离，清洗至中性后干燥得到碱处理柠条纤维粉末。

优选的，酸性溶液的溶质为盐酸、硫酸、硝酸和乙酸中的至少一种，酸性溶液的质量百分比浓度为0.5％～5％，第一次加热反应的温度为75℃～90℃，第一次加热反应的时间为20min～60min。

优选的，碱性溶液的溶质为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、硅酸钾和碳酸氢钾中的至少一种，碱性溶液的质量百分比浓度为0.5％～5％，第二次加热反应的温度为75℃～90℃，第二次加热反应的时间为20min～60min。

具体来说，对碱处理柠条纤维粉末依次进行氧化处理和表面活化处理，得到表面活化柠条纤维粉末的操作为：

向碱处理柠条纤维粉末中加入氧化剂溶液，第三次加热反应后进行第三次分离，清洗至中性后干燥得到氧化柠条纤维粉末；

向氧化柠条纤维粉末中加入表面活化剂溶液，充分浸泡，使其彻底反应后进行第四次分离，清洗至中性后干燥得到表面活化柠条纤维粉末。

优选的，氧化剂溶液的溶质为次氯酸钠，所述氧化剂溶液的质量百分比浓度为0.5％～5％，第三次加热反应的温度为75℃～90℃，第三次加热反应的时间为20min～60min。

优选的，表面活化剂溶液的溶质为三氯丙酸，所述表面活化剂溶液的质量百分比浓度为0.25％～5％，充分浸泡，使其完全反应的温度为20℃～30℃，充分浸泡，使其完全反应的时间为20min～60min。

S30、将S20得到的表面活化柠条纤维粉末在金属盐溶液中充分浸润，接着加入硅酸盐溶液，混合体系在55℃～95℃下充分反应，得到所需要的柠条纤维净水材料。

优选的，表面活化柠条纤维粉末和硅酸盐溶液中的硅酸盐的质量比为10～1000：1～10。

优选的，金属盐为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、乙酸镁、乙醇镁、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、乙酸锌、氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、氯化钙、硝酸钙、乙酸钙、氯化铜、硝酸铜、乙酸铜和硫酸铜中的至少一种。

优选的，金属盐溶液的摩尔浓度为0.5mol/L～5mol/L。

优选的，硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾和硅酸钾钠中的至少一种。

优选的，硅酸盐溶液中的摩尔浓度为0.5mol/L～5mol/L。

在一个实施例中，还包括在将表面活化柠条纤维粉末在金属盐溶液中充分浸润的操作之后，在接着加入硅酸盐溶液的操作之前，将充分浸润后的表面活化柠条纤维粉末内的液体压出的操作。

结合说明书测试例部分的数据可以看出，这种柠条纤维净水材料的制备方法制备得到的柠条纤维净水材料能够较好的实现含油乳废液、油水混合物以及有机染料的分离，具有较好的净水效果。

具体来说，(1)本发明用源于自然的天然生物质为主要原料制备了柠条纤维净水材料，具有性能优异、价格低廉、绿色环保的多重优势。

(2)本发明的柠条纤维净水材料的制备方法工艺简单，不需要复杂的设备。材料制备过程中使用的溶剂为水，未使用有毒有害的有机溶剂和表面活性剂，因此工艺较绿色环保，实现了原料和工艺的双向绿色化。

(3)柠条纤维素表面大量的羟基基团使其具备超亲水-水下超疏油性能，具有高效的油水分离效果，通过包覆不同硅酸盐强化了复合材料对重金属离子及有机染料的吸附性能。

(4)柠条锦鸡儿平均每三年必须平茬一次，随着柠条锦鸡儿的种植面积不断增加，平茬产生的生物质资源的产量剧增，这些沙生灌木枝无法较快的自然腐烂分解，大面积堆积将会带来环境污染，大面积焚烧将会带来严重的大气污染。所以本发明利用柠条锦鸡儿为原料开发出高附加值新材料，可为沙生灌木资源高值利用提供新途径。

(5)我国北方地区水资源短缺问题日益加剧，所以利用柠条锦鸡儿生物质为原料开发多功能污水净化材料、提高污水再生利用率不仅为柠条的利用提供了新途径，同时有利于实现“循环经济”发展模式。

本发明还公开了一实施方式的由上述的柠条纤维净水材料的制备方法制备得到的柠条纤维净水材料。

以下为具体实施例。

实施例1

(1)将去皮柠条锦鸡儿枝条(产自内蒙古自治区四子王旗)粉碎成粗粉、过50目筛，得到粒径小于0.3mm的柠条锦鸡儿粉末；(2)将步骤1得到的粉体加入0.5％的盐酸溶液中90℃反应20分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，55℃干燥至恒重，得到酸处理柠条纤维粉末；(3)将步骤2得到的粉体加入5％的氢氧化钠溶液中85℃反应60分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，85℃干燥至恒重，得到碱处理柠条纤维粉末；(4)将步骤3得到的粉体加入0.5％的亚氯酸钠溶液中95℃反应30分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，85℃干燥至恒重，得到氧化柠条纤维粉末；(5)将步骤4得到的粉体加入0.25％的三氯丙酸溶液中浸泡30分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，75℃干燥至恒重，得到预处理柠条纤维粉末；(6)将10kg步骤5得到的预处理柠条纤维粉末在5mol/L的氯化镁溶液中充分浸润后取出，压出多余液体，滴加2L浓度5mol/L硅酸钠溶液后，95℃加热2h后，烘干至恒重，过筛分离，得到硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料，编号为：MgSi@CK-1。

实施例2

(1)将去皮柠条锦鸡儿枝条(产自宁夏回族自治区银川市)粉碎成粗粉、过50目筛，得到粒径小于0.3mm的柠条锦鸡儿粉末；(2)将步骤1得到的粉体加入5％的硫酸溶液中85℃反应60分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，85℃干燥至恒重，得到酸处理柠条纤维粉末；(3)将步骤2得到的粉体加入3％的氢氧化钾溶液中85℃反应20分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，55℃干燥至恒重，得到碱处理柠条纤维粉末；(4)将步骤3得到的粉体加入1.25％的亚氯酸钠溶液中95℃反应30分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，75℃干燥至恒重，得到氧化柠条纤维粉末；(5)将步骤4得到的粉体加入1％的三氯丙酸溶液中浸泡30分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，75℃干燥至恒重，得到预处理柠条纤维粉末；(6)将步骤5得到的预处理柠条纤维粉末在0.5mol/L的氯化锌溶液中充分浸润后取出，压出多余液体，滴加100L浓度为0.5mol/L硅酸钾溶液后，85℃加热1h后，烘干至恒重，过筛分离，得到硅酸锌包覆的柠条纤维净水材料，编号为：ZnSi@CK-2。

实施例3

(1)将去皮柠条锦鸡儿枝条(产自甘肃省武威市)粉碎成粗粉、过50目筛，得到粒径小于0.3mm的柠条锦鸡儿粉末；(2)将步骤1得到的粉体加入5％的硝酸溶液中80℃反应40分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，75℃干燥至恒重，得到酸处理柠条纤维粉末；(3)将步骤2得到的粉体加入3％的碳酸钠溶液中85℃反应50分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，65℃干燥至恒重，得到碱处理柠条纤维粉末；(4)将步骤3得到的粉体加入5％的亚氯酸钠溶液中90℃反应30分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，75℃干燥至恒重，得到氧化柠条纤维粉末；(5)将步骤4得到的粉体加入5％的三氯丙酸溶液中浸泡30分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，65℃干燥至恒重，得到预处理柠条纤维粉末；(6)将100kg步骤5得到的预处理柠条纤维粉末在1mol/L的硝酸铜溶液中充分浸润后取出，压出多余液体，滴加50L浓度为1mol/L硅酸钾溶液后，85℃加热1h后，烘干至恒重，过筛分离，得到硅酸铜包覆的柠条纤维净水材料，编号为：CuSi@CK-3。

实施例4

(1)将去皮柠条锦鸡儿枝条(产自内蒙古自治区巴彦淖尔盟)粉碎成粗粉、过50目筛，得到粒径小于0.3mm的柠条锦鸡儿粉末；(2)将步骤1得到的粉体加入5％的乙酸溶液中75℃反应40分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，75℃干燥至恒重，得到酸处理柠条纤维粉末；(3)将步骤2得到的粉体加入3％的碳酸氢钠溶液中85℃反应50分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，65℃干燥至恒重，得到碱处理柠条纤维粉末；(4)将步骤3得到的粉体加入1.25％的亚氯酸钠溶液中90℃反应30分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，75℃干燥至恒重，得到氧化柠条纤维粉末；(5)将步骤4得到的粉体加入5％的三氯丙酸溶液中浸泡，30分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，65℃干燥至恒重，得到预处理柠条纤维粉末；(6)将1000kg步骤5得到的预处理柠条纤维粉末在1mol/L的硝酸镍溶液中充分浸润后取出，压出多余液体，滴加100L浓度为1mol/L硅酸钾溶液后，85℃加热1h后，烘干至恒重，过筛分离，得到硅酸铜包覆的柠条纤维净水材料，编号为：NiSi@CK-4。

实施例5

(1)将去皮柠条锦鸡儿枝条(产自内蒙古自治区阿拉善盟)粉碎成粗粉、过50目筛，得到粒径小于0.3mm的柠条锦鸡儿粉末；(2)将步骤1得到的粉体加入2.5％的盐酸溶液中80℃反应45分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，65℃干燥至恒重，得到酸处理柠条纤维粉末；(3)将步骤2得到的粉体加入3％的氢氧化钾溶液中85℃反应55分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，75℃干燥至恒重，得到碱处理柠条纤维粉末；(4)将步骤3得到的粉体加入2％的亚氯酸钠溶液中80℃反应50分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，65℃干燥至恒重，得到氧化柠条纤维粉末；(5)将步骤4得到的粉体加入2％的三氯丙酸溶液中浸泡，30分钟，洗涤至中性，真空抽滤分离，65℃干燥至恒重，得到预处理柠条纤维粉末；(6)将200kg步骤5得到的预处理柠条纤维粉末在2mol/L的氯化钙溶液中充分浸润后取出，压出多余液体，滴加5L浓度为2mol/L硅酸钾溶液后，90℃加热2h后，烘干至恒重，过筛分离，得到硅酸铜包覆的柠条纤维净水材料，编号为：CaSi@CK-5。

测试例

形态观察

分别对实施例1得到的干燥去皮柠条锦鸡儿枝条、柠条锦鸡儿粉末、酸处理柠条纤维粉末、碱处理柠条纤维粉末、氧化柠条纤维粉末和硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料进行显微观察，得到图2a～图2f。

由图2a～图2f可以看出，经过酸处理、碱处理、氧化处理、表面活化处理以及硅酸盐包覆后，粉体的颜色和松散度发生了明显的改变。

空气中的水润湿性测试

分别对实施例1得到的柠条锦鸡儿粉末、酸处理柠条纤维粉末、碱处理柠条纤维粉末、氧化柠条纤维粉末和硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料进行在空气中的水湿润性测试，显微观察后得到图3。

由图3可以看出，未经过处理的柠条锦鸡儿粉末(a)表现出超疏水性，酸处理柠条粉末(b)表现出超疏水性，碱处理柠条粉末(c)表现出超亲水性，氧化柠条纤维粉末(d)表现出超亲水性，硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料(e)表现出超亲水性。通过上述处理，使得柠条锦鸡儿粉末实现了表面润湿性的转变。超亲水的柠条纤维表面可以包裹大量的水分子，在柠条纤维表面形成一层致密的含水层达到油水分离的目的。

水包油废乳液分离测试：

对实施例1得到的硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料进行水包油废乳液分离测试，得到图4a和图4b。其中，水包油废乳液为某钢铁企业加工过程中产生的乳化含油污水(pH＝6)，其中含有烃类、脂类、脂肪族、芳香族、蜡类以及酚、萘、胺、苯、煤油等多种有机污染物。

将水包油废乳液和净化后洁净的水分别通过光学显微镜进行观察与拍摄。

对比图4a和图4b，可以看出，再生水中的油滴已经完全去除。

由此说明，实施例1得到的硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料对于水包油废乳液具有较好的分离效果，水包油乳液中的油滴在分离后被彻底去除，实现净水目标。

油水混合物分离测试：

分别对实施例1得到的柠条锦鸡儿粉末、酸处理柠条纤维粉末、碱处理柠条纤维粉末、氧化柠条纤维粉末和硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料进行油水混合物分离测试，结果如图5。其中，油水混合物为购自摩润克官方企业店的水包油切削液，被广泛应用于钢、铸铁以及铝合金的各类加工过程中，由润滑剂、极压剂、高效防锈剂、低泡表面活性剂和杀菌防腐剂等混合形成。

由图5可以看出，碱处理柠条纤维粉末、氧化柠条纤维粉末和硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料对油水混合物的除油率均高于99％。

对比测试：

分别用水包油乳液、亚甲基蓝溶液(亚甲基蓝浓度为30mg/L)和溶有亚甲基蓝溶液的水包油乳液(亚甲基蓝浓度为30mg/L)对实施例1得到的硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料进行测试，得到图6。其中，水包油乳液为实验室制备，其中汽油和去离子水比例为1:19(v:v)，其中乳化剂为1mol/L十二烷基三甲基溴化铵。

从附图6可以看出，实施例1得到的硅酸镁包覆的柠条纤维净水材料对水包油乳液、亚甲基蓝溶液和溶有亚甲基蓝溶液的水包油乳液均表现出高效的分离性能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种柠条纤维净水材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供柠条锦鸡儿粉末；

向所述柠条锦鸡儿粉末中加入酸性溶液，第一次加热反应后进行第一次分离，清洗至中性后干燥得到酸处理柠条纤维粉末；所述第一次加热反应的温度为75℃～90℃，所述第一次加热反应的时间为20min～60min；

向所述酸处理柠条纤维粉末中加入碱性溶液，第二次加热反应后进行第二次分离，清洗至中性后干燥得到碱处理柠条纤维粉末；所述第二次加热反应的温度为75℃～90℃，所述第二次加热反应的时间为20min～60min；

向所述碱处理柠条纤维粉末中加入氧化剂溶液，第三次加热反应后进行第三次分离，清洗至中性后干燥得到氧化柠条纤维粉末；所述第三次加热反应的温度为75℃～90℃，所述第三次加热反应的时间为20min～60min；

向所述氧化柠条纤维粉末中加入表面活化剂溶液，所述表面活化剂溶液的溶质为一氯丙酸、二氯丙酸、三氯丙酸、三氯乙酸和三氯丁酸中的至少一种，充分浸泡，使其完全反应后进行第四次分离，清洗至中性后干燥得到所述表面活化柠条纤维粉末；所述充分浸泡，使其完全反应的温度为20℃～30℃，所述充分浸泡，使其完全反应的时间为20min～60min；以及

将所述表面活化柠条纤维粉末在金属盐溶液中充分浸润，所述金属盐为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、乙酸镁、乙醇镁、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、乙酸锌、氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、氯化钙、硝酸钙、乙酸钙、氯化铜、硝酸铜、乙酸铜和硫酸铜中的至少一种；接着加入硅酸盐溶液，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾和硅酸钾钠中的至少一种；混合体系在55℃～95℃下充分反应，得到所需要的柠条纤维净水材料。

2.根据权利要求1所述的柠条纤维净水材料的制备方法，其特征在于，所述表面活化柠条纤维粉末和所述硅酸盐溶液中的硅酸盐的质量比为10～1000：1～10。

3.根据权利要求2所述的柠条纤维净水材料的制备方法，其特征在于，

所述金属盐溶液的摩尔浓度为0.5mol/L～5mol/L；

所述硅酸盐溶液中的摩尔浓度为0.5mol/L～5mol/L。

4.根据权利要求1所述的柠条纤维净水材料的制备方法，其特征在于，还包括在将所述表面活化柠条纤维粉末在金属盐溶液中充分浸润的操作之后，在所述接着加入硅酸盐溶液的操作之前，将充分浸润后的所述表面活化柠条纤维粉末内的液体压出的操作。

5.根据权利要求1所述的柠条纤维净水材料的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液的溶质为盐酸、硫酸、硝酸和乙酸中的至少一种，所述酸性溶液的质量百分比浓度为0.5％～5％；

所述碱性溶液的溶质为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、硅酸钾和碳酸氢钾中的至少一种，所述碱性溶液的质量百分比浓度为0.5％～5％。

6.根据权利要求1所述的柠条纤维净水材料的制备方法，其特征在于，所述氧化剂溶液的溶质为次氯酸钠、次氯酸钾和次氯酸中的至少一种，所述氧化剂溶液的质量百分比浓度为0.5％～5％；

所述表面活化剂溶液的质量百分比浓度为0.25％～5％。

7.一种柠条纤维净水材料，其特征在于，所述柠条纤维净水材料由权利要求1～6中任意一项所述的柠条纤维净水材料的制备方法制备得到。

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