[發明專利]絲瓜絡的堿化改性方法及其應用

無效

• 申請號: 200810034735.0
• 申請日: 2008-03-18
• 公開（公告）號: CN101239303A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 劉引烽;毛金浩;楊紅;王立平;戴玉霞
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種絲瓜絡的堿化改性方法及其應用，尤其是對水體系中金屬離子的吸附應用，屬于天然高分子材料改性或水處理技術領域。

背景技術

資源短缺和環境污染已成為當今世界兩個主要的問題，因此，利用天然可再生資源，開發環境友好產品和技術將成為可持續發展的必然趨勢。纖維素是地球上最豐富的可再生資源，具有價廉、可降解和環境友好等特點。

近年來，我國水污染事故頻發，我國70％以上的河流都受到了不同程度的污染，江河的水污染形勢十分嚴峻。目前處理金屬離子廢水的主要方法還是沉淀法、電解法、電滲析法、離子交換法、磁分離法、生化法和吸附法等，這些方法成本高，某些方法還容易造成二次污染。某些人工合成的吸附劑或離子交換樹脂雖然吸附性能較天然高分子好，但在其生產過程中會給環境帶來一定的污染，同時開發成本也較高。因此，開發工藝簡單、成本低廉、環境友好的金屬離子處理劑具有重要的意義和廣闊的前景。

天然高分子材料不僅具有質輕價廉易得等優點，而且具有親水性，帶有配位基、易于進行化學改性來滿足不同的應用需要，以及具有生物降解和可再生特性，是環境友好材料。絲瓜絡是絲瓜果實中的維管束，主要由纖維素、半纖維素及木素組成。它具有獨特的多孔性物理結構和優良的機械強度，在我國江、浙、滬、豫、贛、陜等很多地方廣泛種植。絲瓜絡具有既親水又親油的兩親化學結構和獨特的空間物理結構，應具有特殊的吸附性能。如對其進行堿處理或在其結構單元中引入更多的親水基團，將會改變其對金屬離子的吸附選擇性和吸附容量。

盡管如此，在各種植物纖維中，研究較多的是棉纖維、甘蔗渣、秸稈和芝麻稈等，學術界對絲瓜絡的研究很少。我國開展的有關絲瓜絡的研究集中在其藥用價值上，即使是對絲瓜絡中無機離子的測定也帶有相同的目的；國外受種植量的影響，對絲瓜絡的研究主要集中在南美和亞洲。如巴西Tanobe等人對絲瓜絡用NaOH和甲基丙烯酸進行處理，分析了絲瓜絡處理前后的化學與物理結構、熱性能及溶解能力；巴基斯坦的Nasreen等則采用絲瓜絡為固定化載體，附著對金屬離子有特殊吸附功能的微球藻，用以處理含Cd²⁺污水，通過靜態和動態的吸附實驗，表征了絲瓜絡作為小球藻的載體后，小球藻的吸附容量，發現其對Cd²⁺的吸附容量有所增加，如含150mg/L的Cd²⁺溶液，采用未固載的小球藻吸附時其容量為33.5mg/g，而固載后為39.2mg/g，動態吸附實驗表明小球藻固定化后對Cd²⁺的最大吸附容量可達192mg/g；Zampieri等將絲瓜絡獨特的物理結構引入沸石多層宏觀結構中，來制備具有生物活性結構的催化反應器。此外，絲瓜絡作為載體還可用于乙醇的生產、多靈菌的固定降解等。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種絲瓜絡的堿化改性方法。

本發明的另一個目的是提供該堿化改性絲瓜絡作為吸附劑在金屬離子吸附中的應用。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種絲瓜絡的堿化改性方法，其特征在于該方法的具有步驟為：將絲瓜絡與浸沒在重量百分濃度為8～50％的NaOH的乙醇溶液中，在25～80℃下攪拌反應1～48h，然后回流反應0.5～3h；冷卻后用去離子水洗滌至pH值為7，抽濾后在70℃下烘干，得到堿化改性的絲瓜絡。

一種絲瓜絡的堿化改性方法，其特征在于該方法的具有步驟為：將絲瓜絡與浸沒在重量百分濃度為8～50％的NaOH的乙醇溶液中，在25～80℃下攪拌反應1～48h，然后用500～700W微波間歇輻射1～10min，間隔時間為1～10min；再將該混合體系回流0.5～3h，冷卻后用去離子水洗滌至pH值為7，抽濾后在70℃下烘干，得到堿化改性的絲瓜絡。

一種由上述的方法制備的堿化改性的絲瓜絡作為吸附劑在金屬離子吸附中的應用。

本發明方法制備的堿化改性的絲瓜絡在金屬離子吸附領域的應用為直接用于對水體系中金屬離子的吸附和脫附。其方法是：